根據混合動力電動汽車零部件的種類、數量和連接關係，可以將其分為三類：
串聯式混合動力電動汽車
串聯式混合動力電動汽車：series hybrid electric vehicle, 俗稱：SHEV
串聯式混合動力驅動系統其工作原理是：發動機帶動發電機發電，發出的電能通過電動機控制器輸送給電動機，由電動機將電能轉化為機械能驅動汽車行駛。
串聯式混合動力電動汽車的發動機能夠經常保持在穩定、搞笑、低汙染的運轉狀態，使有害排放氣體控制在最低範圍。串聯式混合動力電動汽車從總體結構上看，比較簡單，易於控制，其特點更加趨近於純電動汽車。
發動機、發電機、驅動電機三大部件總成在電動汽車上布置起來，有較大的自由度，但各自的功率較大，外形較大，重量也較大，在中小型電動汽車上布置有一定的困難，另外在發動機-發電機-電機驅動系統中的熱能-電能-機械能的能量轉換過程中，能量損失較大。串聯式混合動力電動汽車適用於大型汽車上，但小型汽車上也有應用。
串聯式混合動力汽車的典型工作模式：
純電驅動。發動機關閉，車輛從車載電池組中獲得電能，驅動車輛前進：純發動機驅動。車輛驅動功率來源於發動機-發電機組成的發電單元，這時車載電池組既不供電也不從發電單元獲取電能；混合驅動。驅動電動機同時從電池組和發動機-發電機發點單元獲取電能，驅動車輛；行車充電。發動機-發電機除向車輛提供行駛所需功率外，還向電池組充電；制動能量回收。即再生制動能量回收，由牽引電動機作為發電機回收減速或制動過程的能量並向電池組充電；停車充電。牽引電動機不接收功率，車輛停駛，發動機-發電機組僅向蓄電池組充電。
並聯式混合動力電動汽車
並聯式混合動力電動汽車: Parallel hybrid electric vehicle ,俗稱：PHEV
並聯式裝置的發動機和電動機共同驅動汽車，發動機與電動機分屬兩套系統，可以分別獨立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅動又可以單獨驅動。當汽車加速爬坡時，電動機和發動機能夠同時向傳動機構提供動力，一旦汽車車速達到巡航速度，汽車將僅僅依靠發動機維持該速度。電動機既可以作電動機又可以作發電機使用，又稱為電動-發電機組。由於沒有單獨的發電機，發動機可以直接通過傳動機構驅動車輪，這種裝置更接近傳統的汽車驅動系統，機械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的應用。
本田IMA系統是非常經典的並聯式混合動力系統，他是由4個主要部件構成，即發動機、驅動電機、CVT變速器以及IPU智能動力單元組成，如下圖，驅動電機取代了傳統的飛輪用於保持曲軸的運轉慣性。整套系統的結構非常緊湊，與傳統汽車相比僅是IPU模塊佔用了額外的空間。
本田IMA並聯式混合動力系統
與串聯式相對比，並聯式混合動力驅動系統具有以下優點：
由於發動機保持了與機械驅動系統的機械連接，與串聯驅動系統相比，並聯式驅動系統的發動機通過機械傳動機構直接驅動汽車，沒有SHEV在熱能一電能一機械能的轉換過程中的能量損耗。其能量的利用率相對較高，這使得並聯式的燃油經濟性一般比串聯的要高。發動機與驅動電機兩個動力總成的功率可以互相疊加起來滿足汽車行駛的最大功率需求，系統可採用較小功率的發動機與電動機，電池總容量可以比SHEV小，使得整車動力總成尺寸小，質量也較輕。以發動機驅動模式為主要驅動模式，其動力特性更加趨近於內燃機汽車；可利用現有技術，通用性好。
與串聯式相對比，並聯式混合動力驅動系統具有如下缺點。
發動機與驅動系統之間的機械連接，使得發動機的運行工況要受到汽車行駛工況的影響，當汽車行駛工況複雜時，發動機可能較多地在不良工況下運行，因此，並聯驅動的排放比串聯驅動的要差。PHEV增加了變速裝置及動力複合裝置，使機械傳動裝置變複雜，增加了整車布置的難度。內燃機工作範圍大，效率較低，環境汙染較大，噪聲大。PHEV的發動機與電力驅動系統兩套系統協調工作需要較為複雜的控制系統。
混聯式混合動力電動汽車
混聯式混合動力電動汽： Power-Split Hybrid Electric Vehicle 俗稱：PSHEV
混聯式驅動系統是串聯式和並聯式的綜合，其結構示意圖如圖所示，它主要由發動機、發電機、功率轉換器、電機控制器、驅動電機、動力耦合器、動力電磁系統等部件組成。發動機發出的功率一部分通過機械傳動系統輸送給驅動橋，另一部分則驅動發電機發電。發電機發出的電能輸送給電機或者動力電池，驅動電機產生的驅動力矩通過動力耦合器傳送給驅動橋。
豐田的THS系統就是典型的混聯式混合電腦動力系統
混聯式驅動系統的控制策略式，行駛時優先使用純電動模式，再動力電池的荷電狀態（SOC）降到一定限值時，切換到混合動力模式下行駛，在混合動力模式下，啟動和低速時使用串聯式系統的發電機發電，驅動電機驅動汽車行駛；加速、爬坡、高速時使用並聯式系統，主要由發動機驅動汽車行駛，打洞機的多餘能量可帶動發電機發電，給動力電池充電。