La berline électrique d'Opel est animée par deux moteurs électriques.

Le groupe propulseur électrique est situé sous le capot à côté du moteur essence. Il est composé d'un moteur électrique principal, d'un moteur électrique secondaire et d'une transmission à train épicycloïdal multi-modes qui améliore l'efficacité globale en réduisant la vitesse de rotation combinée de ses deux moteurs électriques.

Le moteur électrique principal de 111 kW entraîne en permanence les roues avant de l'Ampera.

Cette première source d'électricité donne à l'Ampera une autonomie de 40 à 80 km, variable selon les conditions de circulation, la température et la conduite observée.

Le deuxième moteur électrique a une double fonction. Il apporte son concours à la traction et fonctionne comme un générateur pour maintenir la batterie à un niveau minimum de charge.

Un fluide de transmission circule autour et dans les moteurs électriques pour les lubrifier et conserver une température de fonctionnement adaptée.

Le moteur électrique principal de 111 kW est alimenté en électricité par l'énergie stockée dans sa batterie lithium-ion à électrode manganèse de 16 kWh. D'un poids de 198 kg, le pack batterie est positionné dans le tunnel central du véhicule. L'accumulateur de l'Ampera est tempéré par un système de refroidissement liquide actif qui se charge de contrôler et de maintenir à température constante la batterie. Par grand froid, la batterie est préchauffée au cours de la charge pour pouvoir fournir sa pleine puissance. Par temps chaud, la batterie de l'Ampera peut être refroidie pendant la charge. La batterie a été développé par General Motors en collaboration avec le fournisseur de batterie LG Chem.

Le système de gestion de la batterie surveille en permanence et en temps réel le fonctionnement de la batterie. Plus de 500 fonctions de diagnostic sont assurées au rythme de 10 fois par seconde. Environ 85% des diagnostics s'assurent du fonctionnement sans risque de la batterie, tandis que les 15% restants sont consacrés à veiller aux performances et à la durée de la batterie.

Lorsque les sollicitations sont plus fortes (fortes accélérations, routes de montagne,...) et la vitesse plus élevée, le second moteur électrique se met en route pour assurer les performances requises. Le programme d'optimisation du système de propulsion calcule en permanence le meilleur mode pour consommer le moins et tout ceci se déroule de manière automatique et imperceptible pour le conducteur.

En utilisant deux moteurs électriques accouplés à un train épicycloïdal, l'Ampera améliore le rendement général du système en réduisant la vitesse de rotation combinée des deux moteurs électriques. Cette configuration réduit la demande d'énergie sur la batterie aux vitesses élevées sur autoroute, lorsque les vitesses de  rotation des moteurs électriques sont proches du maximum.

Sur de plus longs trajets, une fois les batteries de l'Ampera déchargées, c'est le générateur à essence 1.4 litre de 63 kW/86 ch implanté sous le capot moteur de la voiture électrique Opel qui produit de l'électricité. Contrairement à ce qui se produit sur un véhicule hybride rechargeable, le moteur thermique quatre cylindres à 16 soupapes avec culasse en aluminium n'entraîne par les roues du véhicule. Il fonctionne comme un générateur afin de produire de l'électricité pour alimenter en énergie le moteur électrique de 111 kW et maintenir le niveau minimum de charge de la batterie.

Etant utilisé pour fournir du courant électrique en quantité suffisante pour alimenter les moteurs électriques de l'Ampera, le régime auquel tourne le générateur n'a pas de rapport direct avec la vitesse du véhicule. La gestion du générateur est axée sur l'obtention d'une consommation et de rejets minimum à tout moment rapidement, même à froid.

La berline Opel peut parcourir ainsi plus de 500 km avec un plein d'essence de 35 litres.

À la différence d'une motorisation thermique conventionnelle, il n'y a pas de rapports de boîte de vitesse.

Quatre modes de traction sont proposés « Normal », « Sport », « Montagne » et « Maintien de la charge » pour entraîner les 1 732 kg de la voiture électrique.

Le mode « Normal » est le réglage par défaut de l'Ampera. Il est activé à chaque démarrage de la voiture. Il privilégie l'efficacité énergétique de la technologie Voltec.

Par rapport au mode « Normal », le mode « Sport » augmente la réactivité de la pédale d'accélérateur.

Le mode « Montagne » permet de disposer de suffisamment d'énergie dans la batterie pour pouvoir aborder des routes de montagne.

Le mode « Maintien de la charge » préserve la capacité d'énergie restante de la batterie en mettant en route le moteur générateur essence.

La berline électrique Opel est en permanence tractée à l'électricité. Sa consommation dépend du nombre de kilomètres parcourus. Sur des distances inférieures à 40 à 80 km, elle ne consomme que de l'électricité si sa batterie est pleinement chargée avant de prendre la route. Sur de longs trajets, elle consomme essentiellement de l'essence avec une consommation mixte d'environ 7 litres aux 100 km, une fois les premiers 40 à 80 km effectués .

Le système de freinage de la voiture électrique utilise l'énergie produite au cours du freinage. Il permet de disposer du maximum de freinage régénératif avec le moteur électrique et recharge la batterie en freinant. Quand la pédale est actionnée de manière plus vive pour obtenir un arrêt rapide, le système de freinage  passe sur les freins à friction.

La recharge de la batterie sur une prise domestique classique 230V/16A se fait en environ quatre heures. Il suffit de brancher le câble de recharge de six mètres de long rangé dans le coffre à une prise de 230V/16A classique. Trois modes de charge sont proposés. Un mode immédiat qui commence dès que le véhicule est branché à une prise électrique. Il est également possible de programmer l'heure à laquelle on compte partir par l'intermédiaire de l'écran tactile. Le processus de recharge se fera automatiquement pour que la voiture soit prête pour le départ programmé. Il est possible de programmer l'heure de début de charge pour profiter du tarif heures creuses.

La voiture électrique d'Opel n'est pas dépendante d'un réseau de recharges publiques de batteries pour véhicules électriques. Une fois le plein de carburant effectué, elle dispose d'une autonomie de 500 km avec son seul moteur thermique.

Contrairement aux véhicules électriques, dont l'autonomie est réduite à environ 80 à 160 km, la technologie électrique à autonomie étendue de l'Opel Ampera supprime la contrainte d'autonomie et la dépendance vis à vis d'un réseau de recharges publiques. Le véhicule peut ainsi rester le seul véhicule du foyer et continuer à offrir la même polyvalence qu'un véhicule à moteur thermique traditionnel.

En contrepartie, la voiture est alourdie de 198 kg d'accumulateurs en forme de T, regroupant 288 cellules prismatiques lithium-ion, de deux moteurs électriques et autres composants électriques du système Voltec.

Sur la route, le groupe propulseur électrique Voltec de l'Ampera offre une grande nervosité. Sa motorisation électrique lui vaut un couple instantané de 370 Nm équivalent au couple d'un moteur de 150 ch (111 kW). Au démarrage, l'Ampera donne l'impression d'être une puissante berline équipée d'un V6. La berline électrique accélère de zéro à 50 km/h en seulement 3,1 secondes. Elle franchit le zéro à 100 km/h en environ neuf secondes et atteint une vitesse de pointe sur circuit de 161 km/h.

Cette technologie permet d'afficher moins de 16 kWh de consommation électrique en cycle NEDC pour parcourir 100 km et moins de 1,6 litre d'essence, en émettant moins de 40 g/km CO2 en cycle mixte R101 CEE (le cycle comporte des séquences de conduite mixtes électrique pure et essence). Sur de longs trajets, la consommation d'essence réelle ressort à environ 7 litres aux 100 km.