Το Model S διαθέτει μοναδικό σχεδιασμό που συνδιάζει εξαιρετικές επιδόσεις με απίστευτη αισθητική. Ξεχωρίζει για το μεγαλύτερο χώρο αποθήκευσης στην κατηγορία του που ξεπερνά τα 1.800 λίτρα. Μια χωρητικότητα που εξυπηρετεί άνετα επτά ενήλικες με τις αποσκευές τους. Επίσης, μπορεί να διανύσει 487 χλμ. με πλήρη φόρτιση.
Είναι κατασκευασμένο κατά μεγάλο μέρος από αλουμίνιο, με μια αρχιτεκτονική υψηλής αντοχής. Η συστοιχία των μπαταριών βρίσκεται στο δάπεδο κάτι που προσφέρει μεγαλύτερη προστασία από συγκρούσεις και χαμηλότερο κίνδυνο ανατροπής σε σχέση με τα συμβατικά αυτοκίνητα.
Η φόρτισή της μπαταρίας σε γρήγορο φορτιστή είναι περίπου 1 ώρα και σε μπρίζα σπιτιού περίπου 8 ώρες με αυτονομία 457 χιλιομέτρων.
Το Model S διαθέτει δύο ηλεκτροκινητήρες χωρητικότητας έκαστος 75 ή 100 kWh. Ο κινητήρας των 75 kWh χρειάζεται 4,2’ δευτερόλεπτα για να φθάσει τα 0-100 χλμ./ώρα, ενώ αυτός των 100 kWh κάτι λιγότερα από 2,5 δευτερόλεπτα.
Για την λειτουργία της αυτόματης πλοήγησης διαθέτει μπροστινό ραντάρ με εμβέλεια 160 μέτρων καθώς και 12 περιφερειακούς αισθητήρες υπερήχων που αποτρέπουν πιθανές συγκρούσεις και υποβοηθούν στη στάθμευση.