La batería en una bicicleta eléctrica es la encargada de dar energía al motor y es el componente más caro, existiendo diversos tipos. En general, las baterías más pesadas son las más baratas y tienen poca autonomía, mientras que el aumento en el precio disminuye el peso y mejora la autonomía. Una batería de calidad durará más y será necesario reemplazarla con menos frecuencia.
Las baterías ebike se pueden dividir en tres grupos según su composición química:
Baterías de litio: Es actualmente la mejor tecnología entre las utilizadas para producir baterías eléctricas para bicicletas. Son mucho más pequeñas y ligeras que otras, con una capacidad de 90-150 Wh por KG; esto puede dar como resultado un peso reducido con la misma capacidad, o en mayor capacidad con el mismo peso, aumentando así la autonomía de la bicicleta. Además las baterías de litio no sufren el notorio “efecto de memoria” y, por lo tanto, no es necesario esperar hasta que estén casi completamente descargadas para recargarlas. La desventaja es que tienen un precio más alto 
que otros tipos, dependiendo también de la complejidad del sistema de administración de batería que se elija. De igual forma, existen varios tipos de éstas baterías: las que han estado en el mercado durante varios años, basadas en iones de litio (Li-ion); otra caracterizada por ser una variante con polímeros de litio (Li-Po), con una densidad de energía más alta (aún no muy extendidas) muy interesante por su mayor seguridad y duración.- Baterías de plomo: Esta es la tecnología más antigua que aún se usa para baterías recargables. La relación peso/autonomía no es favorable, ya que son muy pesadas para la autonomía que pueden ofrecer (aproximadamente 25Wh por Kg). Los tiempos de carga son muy largos, pudiendo requerir 8 horas o más de carga. Por lo tanto, son más adecuadas para aquellas personas que planean usar la bicicleta eléctrica para distancias cortas.
Baterías de hidruro de niquel-metal (NiMH): Si bien son mejores que aquellas hechas de plomo, no se podría decir que son eficientes, ya que tienen una capacidad de 55-70 Wh por Kg. Así mismo, tienen la desventaja de sufrir con mayor intensidad el efecto de autodescarga, ya que se descargan aun cuando la bicicleta no está en movimiento. Finalmente, estas baterías poseen el “efecto de memoria” el cual reduce en gran medida la capacidad en caso de cargas y descargas parciales.
