Gegenüber einem konventionellen Antriebssystem kann sich ein Hybridfahrzeug durch folgende Betriebsmodi auszeichnen:   

Boosten

Das Fahrzeug wird durch positve Antriebsmomente von Verbrennungsmotor und E-Maschine beschleunigt. Die E-Maschine wird aus dem elektrischen Energiespeicher versorgt. Die Fahrleistungen werden gegenüber einem konventionellen System deutlich verbessert, bzw. die Fahrleistungen können bei kleinerm Verbrennungsmotor erhalten bleiben (sogenanntes Downsizing). 

Elektrisch fahren

Allein die E-Maschine treibt das Fahrzeug an; dadurch kann das Fahrzeug emissionslos und nahezu lautlos fahren. Während dieser Betriebsphase wird elektrische Energie aus dem Energiespeicher benötigt.

Generatorbetrieb

Der Verbrennungsmotor wird mit einem hohen Moment betrieben, wobei nur ein Teil davon für den Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Der andere Teil wird der E-Maschine zugeführt, die als Generator arbeitet und dieses Moment in elektrische Energie umwandelt, die dann im Energiespeicher gespeichert wird oder für das Bordnetz zur Verfügung steht. Die Lichtmaschine kann somit entfallen.

Rekuperation

Sobald der Fahrer bremst wird die Bewegungsenergie des Fahrzeugs mit Hilfe der E-Maschine in elektrische Energie umgewandelt, die den Energiespeicher auffüllt. Dadurch wird ein Großteil der Bewegungsenergie nicht in Wärme in der Bremse umgewandelt. Die Bremsstaubbelastung wird dadurch gesenkt und der Feinstaub kann dadurch reduziert werden.

Segeln

Der Antriebsstrang wird ohne aktiven Antrieb betrieben, d.h. sowohl der Verbrennungsmotor als auch die E-Maschine sind nicht aktiviert.

Stop & Start

Der Verbrennungsmotor wird  in dem Moment abgeschaltet  indem die Steuerung errechnet, dass der Fahrer das Fahrzeug zum Stehen bringen möchte. Das Starten des Verbrennungsmotors läuft automa- tisiert ab, d.h. sobald der Fahrer das Bremspedal loslässt und auf das Gaspedal drückt wird in sehr kurzer Zeit der Verbrennungsmotor wieder gestartet.