Lokomotywy elektryczne z natury nie emitują zanieczyszczeń, ale to nie znaczy, że nie mają wpływu na środowisko. Na trakcję elektryczną trzeba spojrzeć z szerszej perspektywy. Elektrowozy nie emitują zanieczyszczeń lokalnie, ale jeśli zasilająca je energia jest wytwarzana w przestarzałych, wysokoemisyjnych elektrowniach węglowych, idea czystego transportu staje pod znakiem zapytania.
Żeby poprawić sytuację, można zrobić dwie rzeczy: ograniczyć zapotrzebowanie na energię i kupować ją u producentów wykorzystujących czyste, odnawialne źródła. W tym kierunku idą na przykład koleje holenderskie, które do 2018 r. mają być zasilane wyłącznie energią wyprodukowaną ze źródeł odnawialnych: farm elektrowni wiatrowych.
Rozwój napędów lokomotyw elektrycznych idzie w kierunku zmniejszenia zużycia energii trakcyjnej i rekuperacji podczas hamowania. Pojawiają się również konstrukcje hybrydowe, które jednak mają nieco inne przeznaczenie, niż w przypadku lokomotyw spalinowych. Klasyczne lokomotywy elektryczne mogą dojechać tylko tam, gdzie wybudowano sieć trakcyjną. Oznacza to, że w wielu przypadkach na teren należący do odbiorcy ładunku pociąg muszą wprowadzać manewrowe lokomotywy spalinowe. Wyposażenie elektrowozu w baterię akumulatorów trakcyjnych umożliwia przejazd odcinków niezelektryfikowanych o własnych siłach, co znacznie skraca czas transportu i pomaga zmniejszyć uciążliwość dla środowiska. Tego typu lokomotywy są produkowane między innymi przez bydgoską Pesę (111 Ed Gama Marathon).
Rekuperacja energii podczas hamowania może być wykorzystywana w lokomotywach elektrycznych na kilka sposobów. Po pierwsze, o ile pozwala na to sposób pomiaru energii trakcyjnej i umowa z jej dostawcą, można zwrócić energię odzyskaną podczas hamowania do sieci trakcyjnej i pomniejszyć w ten sposób rachunek za energię trakcyjną. Po drugie, można ją wykorzystać do ładowania akumulatorów trakcyjnych i wykorzystać wtedy, gdy zapotrzebowanie jest szczególnie duże, na przykład podczas ruszania i rozpędzania składu, co pozwala na zmniejszenie poboru energii z sieci.
Współczesne układy rekuperacji energii mają pewne ograniczenia, wynikające z konstrukcji kolejowych układów hamulcowych. Odzyskiwana jest tylko ta porcja energii, która przypada na lokomotywę. W rzeczywistości hamuje cały skład, ale energia hamowania wagonów jest rozpraszana i bezpowrotnie tracona.