Cả siêu tụ điện và pin đều là các thành phần lưu trữ năng lượng. Tuy nhiên, quá trình lưu trữ năng lượng của siêu tụ điện là một quá trình vật lý, trong khi quá trình lưu trữ năng lượng của pin là một quá trình phản ứng hóa học, hai quá trình này có sự khác biệt cơ bản.

Đặc tính năng lượng của siêu tụ điện tốt hơn so với pin, có thể sạc và xả nhanh với dòng điện lớn. Mật độ năng lượng của pin cao hơn so với siêu tụ điện, và năng lượng mà pin lưu trữ trong cùng một thể tích cũng lớn hơn. Siêu tụ điện là vật liệu điện cực dạng tấm được trộn từ vật liệu hoạt tính gốc carbon cộng với muội than dẫn điện và chất kết dính, sử dụng chất điện phân cực để hấp thụ các ion dương và âm trong chất điện phân, tạo thành cấu trúc lớp điện kép để lưu trữ năng lượng. Quá trình lưu trữ năng lượng về cơ bản không xảy ra phản ứng hóa học, do đó tuổi thọ chu kỳ rất dài, số lần sạc và xả thông thường đạt hơn 500.000 lần, trong khi số lần sạc và xả của pin ít hơn nhiều, pin axit chì 500 lần, pin lithium 1000-1500 lần, số lần sạc và xả khác nhau tùy loại; Siêu tụ điện hoạt động ở dải nhiệt độ rộng hơn so với pin -40 đến 65 độ.

Cách sử dụng của hai loại này cũng khác nhau. Siêu tụ điện có mật độ năng lượng thấp, nhưng hiệu suất chu kỳ tuyệt vời, thân thiện với môi trường và công suất cao, khiến nó được sử dụng rộng rãi trong nguồn điện dự phòng, sạc và xả tần số cao, công suất đầu ra cao và các trường hợp khác. Còn pin có mật độ năng lượng cao, nhưng nguyên lý hoạt động của nó hạn chế tuổi thọ, và việc sạc quá mức và xả quá mức sẽ gây ra tổn thương không thể phục hồi, không thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, nếu chưa tìm được các linh kiện lưu trữ năng lượng có thể thay thế mật độ năng lượng cao như vậy, tương lai vẫn sẽ thuộc về pin (pin lithium-ion) trong một thời gian dài, thậm chí có thể sẽ thay thế xăng và các loại nhiên liệu khác để trở thành nguồn năng lượng chính cho xe cộ.

Mối quan hệ giữa hai thành phần này là sự kết hợp giữa ưu điểm về công suất đầu ra cao của siêu tụ điện và khả năng chịu được dòng điện sạc và xả cao với mật độ năng lượng cao của pin, giúp cải thiện tuổi thọ pin và tiết kiệm năng lượng cho xe điện.