De elektrische fiets maakt uitsluitend gebruik van een elektrische hulpmotor. De gebruiker kan deze motor activeren door de fiets met spierkracht voort te bewegen. Deze beweging wordt geregistreerd door een sensor die aan de besturing doorgeeft hoeveel ondersteuning gegeven moet worden. Er bestaan twee type sensoren die dit kunnen regelen; de rotatiesensor en de krachtsensor.
Rotatiesensor
Een rotatiesensor werkt op dezelfde wijze als een fietscomputer, een magneetje komt langs de sensor en als de magneet vaker langs de sensor komt wordt er sneller gefietst. Deze sensor zit meestal direct aan de crank of trapas bevestigd. Wanneer dus de trapfrequentie (RPM, rotaties per minuut) toeneemt zal de motor meer ondersteuning geven. Het voordeel bij deze sensor is dat de ondersteuning meteen aanslaat bij het wegrijden, de aansturing hoeft niet eerst de kracht te meten. Het nadeel is echter dat je bij langzaam fietsen een niet zo nauwkeurige ondersteuning krijgt.
Krachtsensor
Een krachtsensor maakt gebruik van het principe dat het frame licht vervormd als gevolg van de kracht die op de pedalen wordt gezet. Deze kracht wordt namelijk via de ketting op het achterwiel overgebracht. Door de pedaalkracht wordt de achteras een fractie naar voren getrokken en vervormd het frame licht. Door een extra sleuf in het achterpad te maken en daar een krachtsensor in te plaatsen kan de vervorming in het frame als verplaatsing gemeten worden. Aan de hand van die meetwaarden kan de hoeveelheid te leveren ondersteuning bepaald worden. Het voordeel is dan ook dat er bij veel kracht (en dus een lage trapfrequentie) veel ondersteuning geboden wordt. Het nadeel is echter dat vooral bij wegrijden uit stilstand niet direct ondersteuning wordt gegeven omdat de aansturing eerst moet registreren dat er gereden wordt om onveilige situaties te voorkomen.
Motor, accu en display
Het elektrische systeem is natuurlijk het belangrijkste onderdeel van een elektrische fiets. Er zijn vele verschillende leveranciers van complete systemen. Vooral de goedkopere merken plaatsen dat één op één op hun fiets. Soms maken ze ook gebruik van complete OEM-frames. Deze zijn door deze leveranciers ontwikkeld als compleet platform voor hun elektrische systeem. Een compleet elektrisch systeem omvat 3 onderdelen en de benodigde bekabeling; de motor, de accu en de display.
Motor
Elektrische fietsen maken gebruik van een borstelloze motor. Hierdoor kan de gebruiker de fiets ook zonder ondersteuning gebruiken zonder dat dat veel zwaarder fiets. Een borstelloze motor draait vrij rond als er geen ondersteuning ingeschakeld is. Wel zal de gebruiker het extra gewicht van de motor en accu meetrappen en dat zal wel wat zwaarder aanvoelen. De motor kan op 3 plaatsen worden gemonteerd; in het voorwiel, in het achterwiel of in het frame. Het maakt voor het gewicht niet heel veel uit of de motor in het voor- of achterwiel is geplaatst. Als voordeel voor de achterwielmotor wordt vaak genoemd dat je meer het gevoel van een zetje in de rug hebt, dus altijd de wind mee hebt, terwijl de voorwielmotor je juist vooruit trekt en daardoor een minder comfortabele rit oplevert. Het nadeel van een achterwielmotor is dat deze niet mogelijk is in combinatie met een naafversnelling en een gesloten kettingkast omdat dit nog niet te combineren valt. Daardoor zul je bij fietsen met een dichte kettingkast dus altijd een voorwielmotor tegenkomen. Uitzondering hierop is de motor van het Canadese bedrijf BionX die ook bestaat in een uitvoering met een drieversnellingsnaaf van SRAM. Wanneer de motor in het frame is geplaatst, zit deze meestal net achter de trapas. Door middel van een extra tandwiel de ketting aangedreven door de motor. Hierdoor hoeft de gebruiker minder kracht te leveren. Dit levert daardoor de meest natuurlijke ondersteuning op. Een mogelijk nadeel is wel dat de wielbasis van de fiets vaak wat groter is. Dit komt omdat het hele systeem (motor en accu) vaak tussen de zadelbuis en het achterwiel geplaatst. Hierdoor wordt het frame iets langer om hier ruimte voor te maken. Daarnaast zijn ook nog enkele uitzonderingen die op een minder conventionele wijze voor ondersteuning zorgen. Deze groep is alleen verwaarloosbaar klein. De motor van een pedelec mag niet meer dan 250 watt aan continue vermogen leveren. De meeste merken hanteren dit maximum dan ook om een zo krachtig mogelijke ondersteuning te kunnen geven. Goedkopere merken zullen echter vaker een minder krachtige motor plaatsen. Deze verbruikt minder energie en daardoor kan in combinatie met een goedkopere accu toch nog een behoorlijke actieradius worden behaald.
Accu
In de beginjaren van de elektrische fiets werd er gebruik gemaakt van lood-accu’s en NiCd-accu’s. Deze zijn door verschillende redenen in onbruik geraakt. Door de lagere aanschafwaarde kunnen deze nog wel voorkomen op goedkopere fietsen. Veel fietsen maken tegenwoordig gebruik van NiMH-accu’s en de nog lang niet uitontwikkelde Li-ion-accu’s. De capaciteit wordt vaak weergegeven in het aantal Ampère-uur (Ah). Dit is echter nog niet de volledige capaciteit. Voor een objectieve vergelijking kan het beste het aantal Ah met het voltage van het systeem worden vermenigvuldigd. Hierdoor wordt de capaciteit in het aantal Wattuur (Wh) berekend. Het aantal Wh geeft de maximale hoeveelheid energie weer die de accu kan leveren. Voor het merendeel worden de accu’s op 3 verschillende plaatsen gemonteerd; in of aan een onderste framebuis, achter de zadelbuis of op of in de bagagedrager. Daarnaast zijn er nog een veelvoud van andere oplossingen waarbij accu’s bijvoorbeeld in een tas aan de bagagedrager of aan het stuur worden geplaatst. De accu achter de zadelbuis zal meestal in combinatie met de framemotor worden gebruikt. Dit heeft als voordeel dat het zwaartepunt laag blijft wat een goede stabiliteit tot gevolg heeft. Een nadeel is het al eerdere genoemde verlengde frame dat nodig is om dit systeem te plaatsen. Een accu in of aan de onderste framebuis zal veel voorkomen bij achterwielmotoren. Dit om de gewichtsverdeling van accu en motor zo optimaal mogelijk te verdelen. Een voordeel van deze oplossing is dat de fiets er nog steeds uitziet als een gewone fiets. Een nadeel is dat de accu niet uitneembaar is waardoor altijd binnen een straal van 2 meter rond de fietsstalling een stopcontact moet zijn om de accu weer te kunnen opladen. Vanzelfsprekend komt de accu op of in de bagagedrager veel voor bij fietsen met een voorwielmotor. Ook dit vanwege de gewichtsverdeling. Het voordeel van deze accu is dat hij uitneembaar is en daardoor altijd op te laden is. Een nadeel is echter dat door de hoge plaatsing het zwaartepunt van de fiets hoger komt te liggen wat de wegligging nadelig kan beïnvloeden.
Display
Via de display die vaak op het stuur gemonteerd wordt kan de gebruiker de hoeveelheid ondersteuning instellen. Dit kan een heel eenvoudige display zijn die met led-lampjes de accu-status en het ondersteuningsniveau aangeven tot een uitgebreide digitale computer die naast de eerder genoemde functies verschillende ritdata functies, actieradius en met een grafiekje de hoeveelheid geleverde energie weergeven. Vaak bevatten deze computers ook een knop om de verlichting in of uit te schakelen. In sommige gevallen is de display ook afneembaar. Deze functioneert dan als elektronisch slot. Immers, zonder display kan het elektrische systeem niet bediend worden en is diefstal onaantrekkelijk. Vaak heeft de display dan ook een uniek ID-nummer waardoor alleen een specifiek display het systeem zal activeren.
Volgens de Belgische wegcode worden elektrische fietsen behandeld als gewone rijwielen. Ze zijn dus aan dezelfde verkeersreglementering onderworpen als de gewone fiets. Elektrische fietsen zijn toegelaten op de openbare weg als ze voldoen aan de Europese norm met een maximum snelheid van 25 kilometer per uur, met deze beperkingen is er ook geen helmplicht.
After-market
Er bestaan ook systemen die een gewone fiets tot elektrische fiets om kunnen bouwen. Daarbij is de framemotor niet mogelijk en ook kan de accu niet in een framebuis worden geplaatst. Wanneer een fiets nog in goede staat is kan het dus interessant zijn om via een aftermarketset die fiets nog elektrisch te maken. Dit is vaak goedkoper dan de aanschaf van een nieuwe fiets.