特斯拉在汽车行业中拥有众多专利，从2003年成立到2021年3月份，一共累积580多项专利，其中大多数专利(281项专利)可归类为电机专利，接着是168项与运输有关的专利。运输相关专利也包括用户操作。与用户体验有关的专利增加显著。2018年，特斯拉申请了一项转向系统专利，该专利允许用户通过触摸屏操控汽车。用户可以在屏幕上一滑动或点击的手势来控制车辆，并且用户还可以获得触觉反馈，就好像按下了一个真正的按钮一样。2019年，特斯拉又申请了智能召唤功能的专利，允许用户将汽车切换到Autopilot模式，以召唤车辆或自动泊车，哪怕用户自己不在车内。此外，特斯拉的第三大专利(71项)可以归类为半导体，其中也包括太阳能电池。2016年，特斯拉收购太阳能发现创业公司SolarCity。2017年，特斯拉将公司名称从原先的“TeslaMotors”改为“Tesla”。从那时起，特斯拉已经从一家电动汽车制造商扩展成为一家专注于电池的能源公司。特斯拉拥有多项防潮太阳能电池的专利，以及像普通屋顶瓦片一样的太阳能电池板专利。今年5月份，特斯拉披露了2020年提交的可伸缩太阳能车盖专利申请，该可伸缩太阳能车盖可能用于2019年首次亮相的Cybertruck上。

计算机技术是特斯拉的第四大类专利，共有60项。一直到2017年底，特斯拉每年在这一类别下申请的专利数还不到10项。之后，特斯拉在2018年申请了18项计算机技术相关类别，又在2019年申请了19项同类别专利。计算机技术相关专利每年增加的速度超过了运输相关专利每年增加的速度。其中，大多数计算机技术相关专利涉及自动驾驶的机器学习。该专利申请包括处理人工智能错误的系统，以及自动驾驶数据加密技术等。这表明，特斯拉正在安全领域投入资源。特斯拉一直在招聘在苹果和其他大牌芯片制造商有丰富工作经验的知名工程师。新招聘的人员已帮助特斯拉启动了自动驾驶芯片的研发。2019年，特斯拉宣布自主开发了一款处理单元，称为“完全自动驾驶计算机”(FSD)，FSD的性能优于特斯拉先前从英伟达采购的GPU性能。从2019年春季开始，特斯拉交付的车辆均配备了FSD。FSD每秒可计算144万亿次操作。

另外，特斯拉的专利组合中还有29项热处理及设备相关的专利，该类别专利数量排在第八位。虽然专利数量不多，但专利的内容证明了特斯拉在保持其竞争优势方面的实力。特斯拉的专利组合中还有29项热处理及设备相关的专利，该类别专利数量排在第八位。虽然专利数量不多，但专利的内容证明了特斯拉在保持其竞争优势方面的实力。特斯拉在热管理方面的优势来自于其得意之作Octovalve，该部件可以将电池产生的热量重新分配到车辆的其他部分，包括空调系统。Octovalve率先用于去年上市的ModelY。车辆通常逐个部分地调节热量，但特斯拉的目标是优化整车的热量调节。冷却剂回路专利便是该整车热量管理的基础。