Với thuế xăng dầu cao, đặc biệt là ở châu Âu và các luật về môi trường ngày càng chặt chẽ, đặc biệt là ở California, và khả năng về các giới hạn thêm gắt gao về việc xả các khí hiệu ứng nhà kính, các nghiên cứu về các hệ thống xe sử dụng năng lượng khác vẫn tiếp tục.

Xe hơi sử dụng dầu diesel có thể chạy bằng biodiesel nguyên chất 100% với một ít hay không cần thay đổi về máy móc. Biodiesel có thể được làm ra từ dầu thực vật nhưng cần chế biến lại nếu muốn sử dụng trong các nước xứ lạnh. Thế mạnh chính của động cơ Diesel là 50% nhiên liệu cháy hết lợi hơn 23% trong các động cơ chạy xăng tốt nhất. Điều này làm động cơ Diesel có khả năng đạt hiệu năng trung bình 17 kilometers/một lít nhiên liệu. Nhiều xe hơi hiện nay sử dụng xăng có thể chạy bằng ethanol, một loại nhiên liệu làm từ cây mía. Đa số xe thiết kế để chạy bằng xăng có khả năng chạy với nhiên liệu có tới 15% ethanol được trộn vào. Với một ít cải tiến, các xe chạy xăng có thể chạy bằng hỗn hợp xăng với tỉ lệ ethanol có thể cao đến 85%. Tất cả các xe chạy xăng có thể chạy bằng LPG. Có một số lo ngại rằng hỗn hợp ethanol-gasoline mài mòn các nắp van và phụ tùng sớm hơn. Theo lý thuyết, mức năng lượng thấp hơn của alcohol sẽ dẫn đến suy giảm đáng kể hiệu quả và tầm xa của động cơ khi so với động cơ xăng. Tuy nhiên, các thử nghiệm EPA thực tế cho thấy chỉ có giảm đi 20-30% về tầm xa. Do đó, nếu xe của bạn có khả năng chạy được 750 kilomet với một bình 50 lit (15 kilomet một lit), tầm xa của nó sẽ giảm xuống khoảng 600 kilometers (12 kilometers một liter). Đương nhiên, có nhiều phương pháp hiện tại để tăng hiệu năng này, ví dụ như cấu hình camshaft khác, thay đổi thời gian đánh lửa, tăng độ nén, hay đơn giản là sử dụng một bình xăng lớn hơn.

Ở Hoa Kỳ, nhiên liệu alcohol được sản xuất trong alcohol bắp chưng cất cho đến khi việc sản xuất alcohol bị cấm vào năm 1919. Brasil là nước duy nhất sản xuất xe hơi chạy bằng ethanol nguyên chất, tên gọi là Flex, kể từ cuối những năm 1970.

Các cố gắng chế tạo xe chạy bằng pin acquy tiếp tục trong suốt những năm 1990 (đáng chú ý nhất là General Motors với kiểu xe EV1), nhưng chúng không có hiệu quả kinh tế. Các loại xe chạy bằng pin acquy chủ yếu sử dụng pin acquy acid chì và pin NiMH. Khả năng nạp lại của loại pin acid chì giảm đáng kể nếu như chúng bị sử dụng hết trên 75% thường xuyên, làm chúng không là một giải pháp lý tưởng. Các pin NiMH là lựa chọn tốt hơn, nhưng đắt hơn đáng kể so với chì-acid.

Các nghiên cứu và phát triển hiện nay xoay quanh loại xe "hybrid" sử dụng cả năng lượng điện và động cơ đốt trong. Loại xe hybrid đầu tiên bán ra ở USA là loại Honda Insight. Cho đến 2005, loại xe này vẫn được sản xuất và đạt được khoảng 25.5 kilomet một lit.

Các nỗ lực nghiên cứu và phát triển trong các dạng nhiên liệu khác tập trung vào việc phát triển pin nhiên liệu, các dạng động cơ đốt trong khác như GDI và HCCI, và ngay cả chứa đựng năng lượng dưới dạng khí nén (xem động cơ nước).