Siêu tụ điện năng lượng lai kết hợp những ưu điểm của công nghệ siêu tụ điện và pin truyền thống, cải thiện mật độ năng lượng đồng thời duy trì mật độ năng lượng cao và tuổi thọ dài của siêu tụ điện. Chúng sử dụng các vật liệu điện cực khác nhau. Thông thường, các vật liệu dựa trên Carbon được sử dụng cho một điện cực để cho phép sạc và xả nhanh, trong khi các vật liệu có mật độ năng lượng cao hơn như lithium hoặc Natri được sử dụng cho các điện cực khác, do đó cung cấp thời gian giải phóng năng lượng lâu hơn. So với các siêu tụ điện truyền thống, siêu tụ điện lai có mật độ năng lượng cao hơn, phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi năng lượng cao hơn và phản ứng nhanh, chẳng hạn như xe điện và lưới điện thông minh, và cũng có tuổi thọ cao hơn và khả năng sạc nhanh.