เครื่องหล่อขึ้นรูปโลหะขนาดใหญ่แบบชิ้นเดียว ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตเท่านั้น แต่ยังช่วยลดขั้นตอนการปั๊มและการเชื่อม ทำให้สามารถแก้ปัญหาเสียงผิดปกติของตัวถังรถได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ในด้านความปลอดภัย กระบวนการขึ้นรูปแบบบูรณาการยังนำมาซึ่งการออกแบบโมดูลาร์ที่ผสานรวมอย่างลงตัว ทำให้ความปลอดภัยของตัวถังรถเมื่อเกิดอุบัติเหตุได้รับการปรับปรุงอย่างมาก

วิศวกรได้คำนึงถึงปัจจัยการออกแบบหลายประการเพื่อรับมือกับความปลอดภัยจากการชนอย่างกะทันหัน ในการออกแบบโครงสร้างตัวถังของ Model Y นั้น ได้พิจารณาสถานการณ์การชนแปดแบบ เช่น การชนด้านหน้า การชนด้านข้าง และการพลิกคว่ำ เทสลาสามารถรับและดูดซับแรงกระแทกจากการชนได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการออกแบบโครงสร้างตัวถังที่ชาญฉลาด คานเหล็กกันกระแทกด้านหน้าและด้านหลัง กล่องดูดซับพลังงาน และอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อปกป้องความปลอดภัยของผู้โดยสารอย่างรอบด้าน

ตัวถังของ Model Y ใช้โครงสร้างตัวถังแบบผสมเหล็ก-อลูมิเนียม และชิ้นส่วนสำคัญได้รับการเสริมความแข็งแรงด้วยเหล็กโบรอนความแข็งแรงสูง ซึ่งสามารถทนต่อแรงกระแทกได้มากขึ้น วงแหวนประตูภายในและภายนอกที่มีเทอร์โมมิเตอร์ในตัว (เหล็กโบรอน) คานหลังคาด้านหน้า (เหล็กโบรอน) และคานหลังคาด้านหลัง (เหล็กความแข็งแรงสูง) ประกอบกันเป็นโครงสร้างวงแหวนที่ให้การรองรับที่แข็งแรงแก่ตัวถังของ Model Y การออกแบบโครงสร้างที่เป็นนวัตกรรมใหม่โดยการวางชุดแบตเตอรี่ราบไปกับพื้นรถยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างโดยรวมของ Model Y อย่างมาก ลดความเสี่ยงจากการพลิควคว่ำและการชนด้านข้าง