מבנה הליבה של תלת אופן חשמלי מורכב בעיקר מהמסגרת, מערכת ההנעה, מערכת אספקת החשמל, מערכת הבקרה, מערכת ההנעה ומערכת הבלימה. המסגרת משמשת כבסיס הרכב, התומכת במשקל הנהג, המטען והרכיבים השונים תוך הבטחת יציבות וכושר נשיאת עומס במהלך הפעולה. עיצובי המסגרת משתנים בהתאם לשימוש המיועד של הרכב; למשל, תלת אופן חשמלי-מאופיין במטען כוללים בדרך כלל מסגרות חוזק- גבוה ומיטות מטען ייעודיות להובלה של תוצרת חקלאית, ציוד חקלאי ומוצרי יומיום.
מערכת ההנעה היא המערכת העיקרית המאפשרת את תנועת התלת אופן החשמלי וכוללת בדרך כלל מנוע חשמלי ומנגנון הילוכים. המנוע החשמלי ממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית, ומספק את הכוח הדרוש להנעה. דירוגי כוח המנוע משתנים לפי דגם, כאשר כלי רכב המיועדים לעומסים כבדים יותר דורשים בדרך כלל מנועים חזקים יותר. מערכת אספקת החשמל מורכבת בעיקר מסוללת המתיחה, יחידת הטעינה והחיווט הנלווה; הסוללה אוגרת אנרגיה חשמלית ומספקת חשמל למנוע ולרכיבים חשמליים אחרים. מכיוון שקיבולת הסוללה קובעת ישירות את טווח הנסיעה של הרכב, יש לקחת בחשבון גורמים כמו מרחק הובלה בפועל, משקל עומס ותדירות השימוש בעת בחירת הדגם.
מערכת הבקרה פועלת כ"מוח" של התלת אופן החשמלי, מנהלת את הפעלת המנוע, מהירות הפעולה ותפוקת הכוח. הנהג מוציא פקודות באמצעות מצערת אחיזה-, דוושה או פקדים אחרים, והבקר מתאים את מצב הפעולה של המנוע על סמך האותות הללו. בנוסף, מערכת הבקרה בדרך כלל מתממשקת עם תאורה, לוחות מכשירים וציוד חשמלי אחר, מה שמאפשר לנהג לנטר מידע חיוני כגון רמת הסוללה והמהירות. מערכת ההנעה כוללת רכיבים כגון גלגלים, סרנים קדמיים ואחוריים, ומערכות מתלים, המאפשרות תנועה ותמיכה בעומס; התצורות משתנות בהתאם ליכולת העומס ולתנאי הדרך.
מערכת הבלימה היא מרכיב קריטי נוסף, המספקת כוח עצירה אמין כאשר הרכב מאט או נעצר. שיטות בלימה נפוצות כוללות מערכות מכניות והידראוליות, עם תצורות ספציפיות המשתנות לפי דגם. כמו כן, הרכב מצויד במערכות תאורה והיגוי, צופר, והתקני חיווט ובטיחות שונים, כולם מבטיחים פעולה תקינה ובטוחה. בסך הכל, למרות שלתלת אופן חשמליים יש מבנה פשוט יחסית, המערכות השונות שלהם פועלות בתיאום; רק כאשר רכיבים כגון מערכת ההנעה, ספק הכוח, מערכת הבקרה, מערכת ההנעה ומערכת הבלימה פועלים כראוי, הרכב יכול להבטיח ביצועים ובטיחות טובים.
