轮毂电机内置于轮毂内，直接驱动车轮。其最大的特点是将动力和传动装置集成在轮毂内，大大简化了电动自行车的机械部分，使其更美观、更轻便、效率更高。早期由于精度和材料的限制，经常会因精度不够而产生摩擦，从而产生噪音和磨损问题。现在随着工业技术的不断发展，电机的制作已经非常精良，克服了早期存在的各种问题。

有两种类型的轮毂电机：齿轮轮毂电机和无齿轮轮毂电机。

齿轮轮毂电机（俗称高速电机）的优点是内部设计了离合装置，使电动车熄火或电池没电时车辆滑行或手动踩踏板的阻力比相同情况下的无齿轮轮毂电机。阻力较小。因此被电动汽车制造商广泛使用。

无齿轮轮毂电机（俗称低速电机）的内部结构比较传统。没有重复的行星减速齿轮。它采用直驱式，直接依靠电磁转换产生机械能来驱动电动汽车。缺点是由于没有离合装置，无动力骑行时需要克服电磁阻力。一般来说，无齿轮电机的成本低于有齿轮电机。