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  使用电力机车的其中一个好处,在于本身不会直接制造空气污染,包括蒸汽机车、柴油机车运行时产生的废气,不过供电气化铁路使用的发电厂在使用化石燃料时仍会有废气排放造成间接污染,但这比较好控制,除此之外也可使用低污染的风力或水力发电。耗能方面电力机车起动上比较节能,但长途运行上就未必(引擎高效率化的新型柴油机车可能耗能更低)。在噪音方面,电力机车在行走时可比柴油机车静得多,同样更可进一步缩减行车时间。  在性能上,由于不需像柴油机车般自携很重的引擎以及燃油油箱,从而减轻自重,因此在加减速、高速均比柴油机车优胜。同时因为少了这些设备,不少电力机车体积比较小,甚只有的还会结合行李车厢等用途的多功能化机车。

  电力机车的缺点在于大部分电力机车本身没有动力源,电能仰赖来自外部的电缆,只有少数能使用电池提供能量,如遇自然灾害、战争等不可抗力状况引发断电就无法运行,甚至可能引发事故,而也因这个原因,大部分电力机车无法在非电气化铁路行驶,但很多次要的铁路是没有电气化的,造成一些会在电气化与非电气化间行使的长途班次要在途中掉换机车头造成作业时间浪费,双动力源车辆是一种折中方案,即在电力机车上额外配备有柴油引擎,能应付突发的断电状况,并可在非电气化铁路继续行驶不用掉换机车头。故而电力机车虽有许多优点,仍然无法全面取代传统的柴油(内燃)机车。  另外与动力分布式的电联车相比,加减速性能略逊于电联车,而且空间利用效率也比较差(动力集中式的电力机车其机车头无法载客,而动力分布式的电联车每节车厢皆可以有载客功能),因此较不适用于须短距离停站的通勤或区间用车。

  早期的电力机车大多使用直流牵引电动机,由于人们发现三相交流电动机能提供更高牵引动力及效益,且体积比相同输出的直流电动机小,因此铁路技术发达国家的新机车均使用交流传动并采用三相异步电动机(20世纪80～90年代法国设计制造的部分机车采用三相同步电动机)。在三相异步电动机普及以前,中欧部分采用15kV 162⁄3Hz供电制式的电力机车采用单相交流电动机(如德铁103型电力机车),可以达到比直流电动机更大的功率。现在有极个别电力机车采用了永磁同步电动机,但仍然处在实验阶段。  近年新建的电气化铁路多数以交流电为主,但世界各地仍然有不少直流电的电气化铁路。  世界最快的钢轨钢轮推拉式铁路列车是由电力机车牵引的TGV,曾在2007年创下时速574公里的纪录。
电力机车 (英语:electric locomotive)是指从外界撷取电力作为能源驱动的铁路机车,电源包括架空电缆、第三轨、电池等。同样使用牵引电动机的电传动柴油机车、燃气机车等并不属于电力机车。