ロードスターに続いて2車種目となるテスラの電気自動車で、ボディタイプは「4ドアセダン」と紹介されているが、リアには大型のテールゲートを備えており、厳密にいえば「5ドアハッチバック」となる。2012年6月にアメリカで発売され、2013年からは日本でも発売された。現在は過去NUMMIと呼ばれた工場で生産されている[1]。

エクステリアは、シャープなフロントマスクをまとい、青色LEDランプを多用。デザイン担当は、マツダの北米デザインセンターでディレクターを務めていたフランツ・フォン・ホルツハウゼン（英語版）[2]。

インテリアには、リサイクル可能なPET樹脂や、ヴィーガンレザーを用い、高級感の漂う内装とされている。また、インストルメント・パネル(ダッシュボード）には、17型の液晶画面を備え、様々な情報を得ることができるようになっている。

オプションで完全自動運転対応機能を購入すると、ソフトウェアアップデートにより準備のできたものから順に有効になる。

2014年10月9日に前輪側にモーターを追加し4輪駆動とした「P85D」を発表[3]、2017年9月24日以降はデュアルモーターAWD (4輪駆動)のみ受注している[4]。また、セダンにも関わらず通常の5人分の座席に加えて、オプションでラゲッジスペースに子ども2人が後ろ向きで座ることのできるビルトインの補助シートが設けることが出来た。2019年3月現在は補助シートのオプションは受け付けていない。

パワートレインには、新規開発された9インチの液冷式モーターを採用。2019年4月には、モデル3で最初に採用された「永久磁石同期式リラクタンスモーター」をモデルSに最適化した最新バージョンに一新。前部の永久磁石モーターと後部の誘導モーターを組み合わせることで電費を向上させつつ、パワーとトルクも増加した[5]。床下には、新規開発されたパナソニック製のリチウムイオン電池18650を搭載。一度の充電での航続は、WLTP基準で最大610kmの走行が可能[6]で、2019年5月現在市販されているEVで最長の航続距離[7]。ルーディクラスパフォーマンスモデルはわずか2.5秒で100km/hまで加速し、最高速度は261km/h。家庭用コンセントから充電可能。

日本では「ベネッセコーポレーション」の幼児向け通信教育教材「こどもちゃれんじ」のイメージキャラクター・しまじろうをモチーフとした「しまじろうカーⅡ」が本車をベースに登場している。