تاکنون مطالعات و بررسی‌های گوناگونی در زمینه انواع و میزان آثار سیستم‌های حمل‌ونقل بر محیط زیست به انجام رسیده که نقطه مشترکی که اجماع کلی محققان و صاحب‌نظران بر حول آن شکل گرفته نقش چشمگیر و سهم قابل ملاحظه سیستم‌های حمل‌ونقل در آلودگی‌های زیست محیطی به‌خصوص آلودگی هوا است.
بر اساس مطالعات انجام شده در سال ۲۰۰۴ سیستم‌های حمل‌ونقل ایجادکننده حدود ۲۳ درصد از گازهای گلخانه‌ای در فضای جو زمین بوده‌اند که حدود سه چهارم از این مقدار توسط خودروهای جاده‌ای ایجاد می‌شود. این امر در شرایطی است که حدود ۹۵ درصد از انرژی مورد نیاز حمل‌ونقل در سطح دنیا توسط نفت و مشتقات آن تولید می‌شود. در حوزه درون شهری نیز آمار آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از حمل‌ونقل درصد چشمگیری از کل آلودگی‌ها را به خود اختصاص داده است. توجه به این نکته بسیار جالب توجه است که اساسا تفاوت‌های عمده‌ای از حیث مصرف انرژی و در نتیجه تولید آلاینده‌های محیطی بین شهرهای مختلف دنیا وجود دارد؛ به عنوان مثال، یک شهروند آمریکایی چیزی بیش از ۲۴ برابر یک شهروند چینی و حدود ۴ برابر یک شهروند اروپایی برای حمل‌ونقل خود انرژی مصرف می‌کند.البته این امر را نمی‌توان تنها به سطح دارایی شهروندان در نقاط مختلف جهان پیوند داد. بر اساس نتایج بررسی‌های انجام‌شده این تفاوت‌ها به مواردی نظیر نرخ پیاده‌روی، استفاده از دوچرخه، استفاده از وسایل حمل‌ونقل عمومی و همچنین برخی ویژگی‌های شهری نظیر چگالی جمعیتی و طراحی شهری وابسته است.در یک نگاه کلی می‌توان چنین ادعا کرد که شهرهایی که سرمایه‌گذاری سنگینی در سیستم‌های حمل‌ونقل مبتنی بر خودرو شخصی انجام داده‌اند هم‌اکنون کمترین سطح پایداری محیطی را تجربه می‌کنند.

نتایج یک بررسی در ایالات متحده نشان داده است که تعداد سفرهای ساکنان شهرهای آلاینده هوا نسبت به شهرهای دیگر چندان متفاوت نیست؛ درحالی‌که آنها در مسیرهای طولانی‌تری جابه‌جا شده و از پیاده‌روی، دوچرخه سواری و حمل‌ونقل عمومی کمتر استفاده می‌کنند. بررسی‌های انجام شده در ایران نیز نشان از نقش جدی آلاینده‌های ناشی از سیستم حمل‌ونقل بر آلودگی‌های زیست محیطی دارد. یکی از آخرین موارد از این دست بررسی‌ها مربوط به مجموعه مطالعات جامعی است که بر اساس قرارداد همکاری بین آژانس ژاپنی جایکا و شهرداری تهران به اجرا در آمده است.بنا بر نتایج این مطالعات روزانه بالغ بر یک هزار و ۱۹۲ تن مواد آلاینده در هوای تهران منتشر می‌شود. بیشترین این آلاینده‌ها مربوط به اکسیدهای گوگرد با انتشار ۶۹۵ تن در هر روز است که بعد از آن به ترتیب اکسیدهای نیتروژن، منواکسید کربن و هیدروکربن‌های سوخته نشده، عمده آلاینده‌های هوای تهران محسوب می‌شوند. براساس این ارقام باید ۱۶ تن ذرات لاستیک و ۷ تن آزبست لنت ترمزها را در سال اضافه کرد. همچنین معلوم شد که اگرچه بیش از ۸۰۰ هزار واحد صنعتی مستقر در تهران سهم بزرگی در آلودگی هوای این شهر دارند، ۸۸ درصد آلودگی هوای تهران ناشی از آلایندگی وسایل نقلیه است، در حالی که میزان استاندارد آزبست در هوا، صفر و میزانی که سازمان بهداشت و محیط زیست برای آمریکا و اروپا ارائه داده، پنج‌صد هزارم فیبر بر میلی لیتر است، اندازه‌گیری این الیاف در هوای تهران، میزان آزبست را سه هزارم فیبر بر میلی‌لیتر نشان می‌دهد. این بدان معنا است هوایی که تهرانی‌ها تنفس می‌کنند، ۶۰ برابر اروپا و آمریکا آزبست دارد. این میزان بالای آلایندگی در حالی است که میزان استاندارد آزبست در هوای آزاد، صفر است. زیرا از یک سو مصرف سوخت خودروهای فرسوده سه برابر خودروهای جدید و میزان آلایندگی‌شان چندین برابر آنها است و از سوی دیگر بسیاری از خودروهای تولید داخلی، با اینکه نو هستند، اما از استانداردهای لازم برخوردار نیستند. بنا بر آمارها، در سال ۱۳۸۸ بیش از ۳۰ هزار تاکسی فرسوده در تهران وجود داشت. در این میان آلایندگی موتورسیکلت‌ها با توجه به این نکته که موتورسیکلت‌ها چند برابر خودروهای شخصی آلودگی تولید می‌کنند، وضعیت را بحرانی‌تر می‌کند.

این آمارها لزوم توسعه حمل‌ونقل پاک در شهری مانند تهران را یادآوری می‌کند. مرکز مطالعات و برنامه ریزی شهر تهران در تحقیقی که روی انواع روش‌های حمل‌ونقل پاک در شهرها انجام داده است، وسایل نقلیه پاک یا دوستدار محیط زیست را آن دسته از وسایل نقلیه موتوری دانسته که تأثیرات مضر کمتری نسبت به موتورهای احتراق داخلی سنتی ایجاد کرده و یا اساسا از سوخت‌های جایگزین استفاده می‌کنند.
امروزه در برخی کشورها عنوان خودروی پاک در مورد خودروهایی به‌کار می‌رود که الزامات یورو-6 از قبیل LEV و ULEV را رعایت کرده باشند. مانند وسایل نقلیه هیبریدی. این خودروها دو یا چند منبع انرژی جداگانه را جهت حرکت مورد استفاده قرار می‌دهند.عنوان «خودروی هیبریدی» بیشتر به خودروهای هیبریدی الکتریکی اشاره دارد. نکته بارز در مورد خودروهای هیبریدی طیف وسیع انواع و تکنولوژی‌های به‌کار رفته در آنهاست که طی سال‌های اخیر نیز گسترش چشمگیری را تجربه کرده است. یا خودروهای با سوخت بیودیزل؛ بیودیزل سوختی تجدیدپذیر و تجزیه‌پذیر است که از روغن گیاهی و یا چربی حیوانی به دست می‌آید.

این سوخت را می‌توان به راحتی با گازوییل مخلوط و در خودروهای گازوییل سوز استفاده کرد. نتایج مثبت استفاده از بیودیزل در کاهش آلاینده‌ها و آلودگی هوا از سوی ارگان‌ها و سازمان‌های معتبر جهانی تایید شده است. همچنین خودروهای با سوخت گاز فشرده طبیعی، گازهای زیستی هم در لیست حمل‌ونقل پاک قرار می‌گیرند. گاز فشرده طبیعی (CNG) یک سوخت فسیلی است که جایگزینی برای بنزین، گازوییل و گاز مایع (LPG) تلقی می‌شود.
هرچند سوخت این گاز نیز همانند سایر سوخت‌های فسیلی تولیدکننده گازهای گلخانه‌ای است، اما از حیث محیطی جایگزین پاک‌تری برای آنها به شمار رفته و در صورت نشت احتمالی نیز به‌دلیل سبک‌تر بودن آن نسبت به هوا ایمن‌تر از سایر سوخت‌ها است. CNG نیز علاوه‌بر مصرف تنها می‌تواند به شکل مخلوط با گازهای زیستی که از فاضلاب‌ها یا محل‌های دفن زباله به دست آمده و بر افزایش غلظت کربن در اتمسفر بی‌اثرند، به‌کار رود. مطابق آمارهای موجود در سال ۲۰۱۱ میلادی ایران در رده دوم کشورهای دارنده خودروهای گازسوز در جهان قرار داشته است.

خودروهای با سوخت گاز مایع (LPG) هم از خودروهای پاک هستند. گاز مایع (که با عبارات LPG، GPL و یا گاز LP نیز از آن یاد می‌شود) مخلوطی قابل اشتعال از گازهای هیدروکربنی است که به عنوان سوخت در تسهیلات گرمایی و وسایل نقلیه به‌کار می‌رود. خودروهای برقی نوع دیگری از خودروهای پاک هستند که یک یا چند موتور برقی را جهت ایجاد نیروی محرکه به‌کار می‌گیرند. به شکل کلی خودروهای برقی به ۳ دسته اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند. دسته اول آن دسته از خودروها هستند که به شکل مستقیم از طریق یک منبع تولید انرژی الکتریکی خارجی تغذیه می‌شوند. دسته دوم خودروهایی هستند که انرژی الکتریکی خود را از طریق منبع ذخیره کننده انرژی (نظیر انواع باتری‌ها) تامین می‌کنند و خود این منبع ذخیره کننده انرژی خود را از طریق یک منبع خارجی گرفته است. دسته سوم نیز آن دسته از خودروها هستند که به یک ژنراتور تولید برق (نظیر یک موتور برق، یک موتور هیبریدی و یا یک سلول سوخت هیدروژنی) روی خود مجهز هستند.

خودروهای هیدروژنی نوع دیگری از حمل‌ونقل پاک محسوب می‌شوند. خودروی هیدروژنی خودرویی است که از هیدروژن به عنوان سوخت مورد نیاز جهت ایجاد نیروی محرکه استفاده می‌کند. استفاده از هیدروژن به عنوان منبع انرژی در این خودروها به دو صورت کلی انجام می‌شود. روش اول سوزاندن هیدروژن در یک موتور احتراق داخلی است و در روش دوم نیز واکنش هیدروژن با اکسیژن در یک سلول سوختی موجب ایجاد انرژی الکتریکی می‌شود. در شرایط حاضر سوخت هیدروژنی از متان یا سایر سوخت‌های فسیلی به دست می‌آید.