為了提高Model S的行駛性能，它的基本設計理念就是，車體輕量化，提高空氣動力性能。空氣動力性能是在Roadster開發時沒有遇到的問題。經過在電腦上的反覆模擬和風洞實驗，空氣阻力值終於達到0.24。關於Model S的設計，埃隆啟用了馬自達北美設計中心的設計總監——德國人弗朗茨·馮·霍茨豪森。
特斯拉的技術人員不僅對車身格外用心，就連非常細小的部件都非常用心。比如Model S的車門把手採取和車門表面一體化的設計，這樣在行駛時，就能將空氣阻力降到最小。想像一下飛機就能明白。最早飛機在起飛後，輪子還露在外面，但後來，為了降低飛行阻力，飛機的構造發生了改變，起飛後輪子就會收到飛機內部。
同樣的設計思路被應用到Model S中。將門把手從外面輕輕一碰，它就像CD盤一樣彈出來，這樣就可以開門了。
特斯拉車身多採用高強度的硼鋼強化過的輕量鋁，新開發的動力傳動系統將配置在左右兩個後輪上。
坐在Model S的后座上，你會感覺車內十分寬敞。這是因為這款車沒有為驅動軸留出中心槽，車底很平坦，所以坐上去感覺很好。前方的發動機罩下面有150升的容納空間，如果把后座摺疊起來，後備廂會有1645升的超大空間。Model S的卓越設計總是令人震驚。
事實上，電動汽車的構想很早以前就有。1886年，在卡爾·本茨發明燃油汽車之前，匈牙利的阿尼奧斯·傑德里克和蘇格蘭的羅伯特·安德森已經設計出了電動汽車。當時電動汽車開始和蒸汽機車和燃油汽車競爭，在紐約甚至有了電動汽車計程車。可見電動汽車的發展領先了一步。
但是，之後燃油汽車取得了主導地位，一直到現在。有人問：「電動汽車的構想明明早就有了，但是為什麼沒有人將其發展成一個製造產業呢？」埃隆的回答是：「那是因為實踐比構思更難。」
對於創業者來說，僅僅有想法是遠遠不夠的。將想法付諸實踐，製成商品，賣給顧客，完成這一系列過程才算完成「事業」。如果顧客對產品滿意，願意繼續合作，那麼這項事業就稱得上日漸成熟了，可以漸漸發展為成功的產業。如果創業者以困難為由，放棄將構想變為事業的行動，那麼特斯拉就不會存在。克服種種困難之後，特斯拉終於製造出了Model S。