混动车省油的原理，在于发动机的热效率不是一个固定的值，而是随转速和负荷变化的。当发动机转速较低（低速）或较高（高速）时，或者负荷较低（油门小）或很高（大油门）时，发动机的热效率都偏低。采用混动技术后，可以让发动机主要工作在高热效率的工况下，在低速时只使用电动机驱动车辆，在高速时借助电动机来减小发动机的负荷，从而达到对燃料（汽油、柴油）的充分利用。
当然，车的重量会增加（就发动机本身来说，因为有了电机的辅助可以减少部分重量），能量转换也会损失一部分（间接的降低了热效率），但只要合理设计，还是能够找到一个平衡点，使总体效果来说是省油的。反过来说，也的确有可能出现一些并不省油的混动车。
