Model S 在安全性能方面的突出表現有很多。

首先是主動安全性能，比如在駕駛員未反應過來時，能主動介入修正車輛行駛方向，避免事故，還能在“行人識別”AEB 測試中及時識別行人并剎停。

車身設計方面，沒有傳統發動機部件的“前備箱”能在正面碰撞時有效吸能，保護駕駛艙人員。車身主要采用鋁合金打造，結合高強度硼鋼加固，能承受 5 倍自身車重擠壓，有效保護乘員艙。

重心方面，電池組置于車廂下方，實現了更高的抗扭剛度和更低的重心，側翻事故幾乎不可能發生。

牽引力和穩定性方面，其控制設計精妙，能保證最大限度的路面與輪胎接觸面，避免車輛橫移或甩尾，提高轉彎操控性。

車內配置周到，有多個氣囊、安全帶，包括預緊裝置和聲音報警功能，還有兒童座椅安裝附件和兒童安全鎖。

自動駕駛和安全輔助系統出色，包括超聲波傳感器、前置攝像頭等硬件，能實現多種預警和防撞功能。

防火設計也很優秀，電池采用水冷冷卻，燃燒能量低且分布在多個模塊并有防火墻分隔。還增加了三塊車底護甲阻止火災穿透。電池管理系統能準確估測電池單體狀態，進行動態監測，防止過充過放和爆炸。

電子安全防護周密，從車輛到服務器再到移動 App 都經過安全測試與驗證。

Model S 在歐盟新車安全評鑒協會的最新嚴格測試中，再度獲得“五星安全”評級，特別是安全輔助系統表現優異。