Momentálně nejrozšířenějším hybridním pohonem je sériový hybridní pohon (kombinace spalovacího motoru s elektromotorem a akumulátorem). Tento sériový pohon je při jízdě na krátké vzdálenosti (cca 5-15km – městský provoz) poháněn stejnosměrným točivým strojem. Stroj se napájí jako elektromotor elektrickou energií z akumulátoru.

V tomto typu hybridního pohonu jsou dvě spojky; jedna spojuje elektromotor se spalovacím motorem a druhá elektromotor s převodovkou. Při jízdě na elektrickou energii je první spojka, připojující spalovací motor, rozpojená. Při jízdě na delší vzdálenost (např. jízda mimo město), při potřebě větší akcelerace (předjíždění) nebo při plném zatížení zajišťuje pohon spalovací motor.

Pokud se vozidlo pohybuje silou spalovacího motoru, tak se výkon přenáší prostřednictvím první spojky a druhé spojky na převodovku. Stejnosměrný elektrický točivý stroj v této chvíli mění svojí funkci a pracuje jako generátor stejnosměrného proudu. Takto získaná elektrická energie je přivedena do akumulátoru. V okamžiku brždění se rozpojí první spojka, tím je odpojen spalovací motor a generátor, vytváří elektrickou energii pro dobíjení akumulátoru ze setrvační energie vozidla.