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  使用電力機車的其中一個好處,在於本身不會直接製造空氣汙染,包括蒸汽機車、柴油機車執行時產生的廢氣,不過供電氣化鐵路使用的發電廠在使用化石燃料時仍會有廢氣排放造成間接汙染,但這比較好控制,除此之外也可使用低汙染的風力或水力發電。耗能方面電力機車起動上比較節能,但長途執行上就未必(引擎高效率化的新型柴油機車可能耗能更低)。在噪音方面,電力機車在行走時可比柴油機車靜得多,同樣更可進一步縮減行車時間。  在效能上,由於不需像柴油機車般自攜很重的引擎以及燃油油箱,從而減輕自重,因此在加減速、高速均比柴油機車優勝。同時因為少了這些裝置,不少電力機車體積比較小,甚只有的還會結合行李車廂等用途的多功能化機車。

  電力機車的缺點在於大部分電力機車本身沒有動力源,電能仰賴來自外部的電纜,只有少數能使用電池提供能量,如遇自然災害、戰爭等不可抗力狀況引發斷電就無法執行,甚至可能引發事故,而也因這個原因,大部分電力機車無法在非電氣化鐵路行駛,但很多次要的鐵路是沒有電氣化的,造成一些會在電氣化與非電氣化間行使的長途班次要在途中掉換機車頭造成作業時間浪費,雙動力源車輛是一種折中方案,即在電力機車上額外配備有柴油引擎,能應付突發的斷電狀況,並可在非電氣化鐵路繼續行駛不用掉換機車頭。故而電力機車雖有許多優點,仍然無法全面取代傳統的柴油(內燃)機車。  另外與動力分散式的電聯車相比,加減速效能略遜於電聯車,而且空間利用效率也比較差(動力集中式的電力機車其機車頭無法載客,而動力分散式的電聯車每節車廂皆可以有載客功能),因此較不適用於須短距離停站的通勤或區間用車。

  早期的電力機車大多使用直流牽引電動機,由於人們發現三相交流電動機能提供更高牽引動力及效益,且體積比相同輸出的直流電動機小,因此鐵路技術發達國家的新機車均使用交流傳動並採用三相非同步電動機(20世紀80～90年代法國設計製造的部分機車採用三相同步電動機)。在三相非同步電動機普及以前,中歐部分採用15kV 162⁄3Hz供電制式的電力機車採用單相交流電動機(如德鐵103型電力機車),可以達到比直流電動機更大的功率。現在有極個別電力機車採用了永磁同步電動機,但仍然處在實驗階段。  近年新建的電氣化鐵路多數以交流電為主,但世界各地仍然有不少直流電的電氣化鐵路。  世界最快的鋼軌鋼輪推拉式鐵路列車是由電力機車牽引的TGV,曾在2007年創下時速574公里的紀錄。
電力機車 (英語:electric locomotive)是指從外界擷取電力作為能源驅動的鐵路機車,電源包括架空電纜、第三軌、電池等。同樣使用牽引電動機的電傳動柴油機車、燃氣機車等並不屬於電力機車。