在Model S的EPA工况续航超越400英里里程碑之前，特斯拉在增加续航力方面下了很多功夫，例如依靠较为稳定的电池技术，通过多种方式增加容量；通过优化车身底盘设计，装下更多动力电池；采用圆柱形电芯，带来更灵活的布局方式和更强的可拓展性；降低空气阻力，采用流畅车身线条、无进气格栅前脸，并对车身底板、车尾扩散器等进行空气动力学设计，带来0.23超低风阻系数；标志性的隐藏式门把手，可提升约5%续航里程。
Model S长续航升级版在能源效率与续航里程得到大幅提升之后，进行了美国环境保护署的EPA标准工况测试，这是一个比较全面、严苛的测试标准，跟国内目前采用的NEDC工况标准有一些差异，前者更接近于用户实际的使用习惯和状态。
目前EPA测试程序更新于2008年，包括城市工况、高速工况、激烈驾驶工况、空调使用工况四项测试，测试的时间长、里程长、速度高、变速多，考虑环境和温度对能耗的影响。NEDC测试多数是在匀速状况下行驶，并没有体现城市道路走走停停的实际能耗。
