A fonte alternativa definitiva de combustível na mente de muitas pessoas seria simplesmente o ar que respiramos. Haveria pouca ou nenhuma emissão prejudicial, uma fonte de combustível renovável e barata e um sistema de fornecimento de combustível relativamente simples. Embora o conceito de um carro a ar comprimido já exista desde a década de 1920, as recentes melhorias no armazenamento de ar e na tecnologia do motor de ar comprimido tornaram um carro a ar comprimido produzido em massa mais perto da realização. Um carro de ar comprimido moderno usa uma válvula de expansão especial para expandir o ar pressurizado dentro de um motor de dois cilindros. A força do ar expandido empurra um pistão para baixo, que por sua vez contribui para o giro de um virabrequim, muito parecido com um motor de combustão padrão.
Muitos inventores e fabricantes de automóveis tentaram criar um carro de ar comprimido eficiente e poderoso ao longo dos anos, mas poucos chegaram perto de colocar seus protótipos em produção em massa. Mais recentemente, duas empresas chamadas Motor Development International (MDI) e Tata Motors anunciaram planos para introduzir carros a ar comprimido no mercado, embora poucos especialistas da indústria tenham realmente tido a oportunidade de inspecionar seus protótipos ou verificar muitas das afirmações das empresas. Como um carro a ar comprimido usa fibra de carbono e outros materiais leves, mas fortes, para sua carroceria e tanques de armazenamento, muitos especialistas da indústria estão preocupados que os veículos não sobreviverão a testes de colisão rigorosos.
Para economizar peso, os tanques de armazenamento de um carro de ar comprimido geralmente são feitos de fibras de carbono, uma tecnologia também usada no ônibus espacial dos Estados Unidos. Isso é considerado um desenvolvimento positivo, uma vez que um tanque de armazenamento de fibra de carbono não criaria estilhaços prejudiciais durante um furo acidental ou deliberado. Esses tanques de armazenamento são rotineiramente preenchidos com ar comprimido a uma pressão de 4500+ psi (libras por polegada quadrada). Ao contrário das baterias elétricas, um tanque de ar comprimido não perderia muita energia por vazamento quando não estivesse em uso.
Um dos principais problemas tecnológicos que os desenvolvedores de um carro de ar comprimido enfrentam é a natureza do ar comprimido. À medida que o ar se torna mais pressurizado, ele gera uma quantidade significativa de calor. Esse ar aquecido afetaria a eficiência geral do motor. Alguns fabricantes superam esse problema instalando trocadores de calor semelhantes aos encontrados em motores padrão turboalimentados. Esses trocadores de calor interagiriam com o ar aquecido e retirariam o excesso de calor por meio da ventilação. Se um motor de ar comprimido necessitasse de um elemento de resfriamento motorizado, não seria nem de perto tão econômico ou livre de emissões como deveria.
Mesmo que o problema do ar aquecido pudesse ser resolvido com trocadores de calor, há um problema igual e oposto com o ar comprimido como combustível. Depois que o ar comprimido passa por um expansor, ele pode ficar extremamente frio. Os componentes e lubrificantes do motor podem congelar, causando perda de eficiência e possíveis danos causados pelo frio. Um sistema de aquecimento funcional teria que ser aperfeiçoado para evitar que o ar expandido congele. Do lado positivo, parte desse ar extremamente frio poderia ser usado como ar condicionado.
Um carro de ar comprimido, pelo menos neste estágio de desenvolvimento, não funcionaria totalmente com ar comprimido sozinho. Porque os modelos atuais só podem atingir velocidades de 40 mph com ar comprimido sozinho, um motor de combustão padrão ou motor elétrico seria necessário para atingir a velocidade padrão de rodovia. Os defensores do carro a ar comprimido apontam que muitos motoristas costumam dirigir curtas distâncias no trânsito da cidade para cumprir a maior parte de suas rotinas diárias. O carro funcionaria quase totalmente com ar comprimido na maior parte do tempo, com apenas uma necessidade ocasional de ajuda de um motor movido a gás.
Reabastecer um carro de ar comprimido pode ser tão simples quanto conectar o veículo a um compressor de ar padrão por várias horas, com o custo principal sendo eletricidade. Assim que os carros entrarem em produção em massa, um plano prevê a instalação de compressores de ar especiais de alta potência em estações de serviço selecionadas. Essas unidades de compressão de ar poderiam encher um tanque em aproximadamente três minutos e também teriam trocadores de calor para evitar o superaquecimento dos tanques durante o processo de reabastecimento.
A introdução das linhas atuais de carros a ar comprimido provavelmente começaria em países menores ao redor do mundo, especialmente em lugares onde a gasolina é proibitivamente cara e os níveis de poluição da queima de combustível fóssil são extremamente altos. Assim que os veículos passarem pelos rígidos padrões da indústria automotiva dos Estados Unidos e um número suficiente de postos de abastecimento puder ser criado, é possível que os americanos vejam um carro a ar comprimido na estrada em cerca de uma década.