Een serie-hybride auto heeft twee vormen van aandrijving: een compacte benzinemotor in combinatie met een elektromotor. Normaal gesproken zorgt de elektromotor voor de aandrijving. Als het accupakket leeg raakt, wordt de benzinemotor ingeschakeld om het accupakket bij te laden. Dan staan de verbrandingsmotor en de elektromotor dus in serie geschakeld.
De benzinemotor wordt dus alleen in indirecte zin gebruikt voor de aandrijving van de auto. Omdat de benzinemotor de actieradius van het accupakket vergroot, wordt hij 'range extender' genoemd. Een ander woord voor serie-hybride auto is E-REV (Extended Range Electric Vehicle).