《日本經濟新聞》在日本 Intellectual Property Landscape 公司協助下，針對美國特斯拉 (TSLA-US) 自 2003 年創業後、到 2021 年 3 月期間的大約 580 項專利進行分析，結果發現有 281 個項目與電氣機械有關、數量最多，其次是運輸相關、共有 168 個項目，再來是半導體相關的 71 個項目，以及電腦技術相關 (含 AI 人工智慧等) 的 60 個項目等。
其中在電氣機械及運輸方面，特斯拉推出許多創新專利，像是在 2018 年的時候推出如同操作智慧型手機一般、利用手指在螢幕上頭滑動或點選，即可操作車輛轉向系統的專利。2019 年的時候也為智慧昭煥 (Smart Summon) 功能申請專利，並於同年正式導入使用。
接著在與半導體有關的專利方面，特斯拉在 2016 年的時候併購了從事太陽光電研發的美國新創企業 SolarCity，接著也在 2017 年將本身的公司名稱從原本的 Tesla Motors 改為 Tesla，把公司形態從一開始的電動車製造商，擴大到一家以電池為主的能源企業。該公司在外形如同一般屋瓦、以及抗濕防潮的太陽能板產品方面擁有專利。
特斯拉於 2020 年提出申請、並於 2021 年 5 月公開的一項設計，是一款整合在車斗蓋的太陽能板。一般認為該項設計會用在 2019 年宣布研發的電動卡車 Cybertruck 上頭。
近年來特斯拉特別著重電腦技術的專利。過去到 2017 年為止、電腦技術的相關專利平均每年不超過 10 件，但是在 2018 年增加到 18 件、2019 年也有 17 件，增加步調超越了運輸領域。當中在與自動駕駛相關的機器學習方面、專利項目最多。此外，特斯拉也相當注重資安問題，在 AI 人工智慧的錯誤處理，還有與自動駕駛有關的資訊加密等技術上都有著力。
特斯拉也喜歡聘用那些曾經在蘋果 (AAPL-US) 或知名半導體大廠服務過的知名工程師，透過優秀人才來研發自動駕駛技術所需的 AI 人工智慧晶片。特斯拉 2019 年研發出的 FSD 車載電腦，在性能上就超過原本使用的輝達 (NVDA-US) 供應的 GPU，在同年春天之後也實際使用在所有自家生產的電動車上頭。
FSD 每秒可進行 144 兆次的運算，有能力進行完全的自動駕駛。另外特斯拉在 2019 年的時候，為了自動駕駛技術也併購了電腦視覺的新創公司 DeepScale。
而在熱處理方面，特斯拉也同樣累積了相當程度的專利，這讓電池性能得以發揮的淋漓盡致、並確保使用上的安全，也使得特斯拉的電動車在行駛里程有著優異表現。從數據來看，特斯拉在汽車相關的熱處理系統表現也是箇中翹楚。
而在特斯拉所提出的專利申請當中，最常看到的名字當屬首席設計師的Franz von Holzhausen，有大約 80 項專利是出自他的創意，他的專利數量是該公司排名第 2 的發明人的近 2 倍。例如特斯拉 Model S 儀表板中央的大型螢幕，還有 Model X 的鷹翼車門 (Falcon Wing) 就有相關專利。而過去在 2000 年代，Franz von Holzhausen 也曾經在日本馬自達 (Mazda) 服務過。