Web App
Web App é a aplicação feita para rodar em um browser de internet normal. Ele pode até ser SPA, mas ainda será como um website, usando HTML, CSS, JS, etc. hoje pe JS não é tão necessário, tem opções), com todas limitações normais da web. Não acessa os recursos privilegiados do sistema operacional.
Ela costuma rodar bem em várias plataformas, com um pouco de cuidado. Há controvérsias, mas diz-se que é o mais barato quando deseja rodar em qualquer dispositivo. Fazer rodar em todos navegadores, em todos dispositivos, não é tão simples quanto pode parecer.
Você tem todas dificuldades de estar rodando em uma interface que você não tem total controle. A usabilidade não a melhor possível para a maioria dos casos, é a típica da web.
É interessante para quem será um usuário bem eventual. Ele não precisa instalar algo para rodar. Mas precisa saber o endereço (URL) onde está a aplicação e entrar no browser. Não espere que uma pessoa vá instalar um aplicativo para usar uma ou outra vez. As pessoas instalam bem poucos aplicativos nos seus dispositivos e só o fará se for muito útil ou ela seja muito fã daquilo.
Native App
Native App é aquele é usa os recursos nativos do dispositivo de forma direta e tem acesso à tudo da melhor forma possível. Grosso modo podemos dizer que é como fazer a aplicação desktop que estamos acostumados. Por exemplo usando a Win32, ou alguma biblioteca que a acesse de forma mais ou menos direta.
Geralmente roda bem em apenas uma plataforma. Mas existem bibliotecas que ajudam rodar a mesma base de código com pouca adaptação em mais de uma plataforma mantendo a característica nativa. Xamarin, por exemplo. Aqui é só opinião mas tecnologias como o Xamarin faz o híbrido quase desnecessário.
Costuma dar o melhor resultado em usabilidade. Também costuma ser o mais rápido.
É um aplicativo de verdade.
Hybrid App
Hybrid App é uma aplicação web geralmente rodando em um runtime específico, pode até ser um browser personalizado para isso e que permite acessar recursos nativos que normalmente não estão disponíveis no browser normal. É um aplicativo normal.
Claro que nada impede que uma aplicação híbrida seja feita em um modelo um pouco diferente, mas costuma ser assim.
As pessoas usam para tentar fazer uma aplicação única rodar em várias plataformas sem tantas restrições. Nem sempre dá tão certo quanto se espera. Depende do resultado buscado e orçamento disponível.
É uma solução no meio termo entre as anteriores. O resultado é meio termo:
- A usabilidade é boa, mas não é ótima.
- O desempenho não é o melhor, mas aceitável.
- Acessa os recursos do dispositivos, mas não da melhor forma possível e nem sempre tudo está disponível, pelo menos não imediatamente ao lançamento
- Consome mais recurso que nativo, incluindo bateria, porém menos que web.
- O trabalho não é tão grande quanto fazer nativo para cada plataforma, mas não tão pequeno quanto fazer um só para tudo.
Conclusão
Pra mim tem duas opções. Web ou nativo, depende da intenção, do público.
Se for nativo, tem que escolher se vai atingir mais de uma plataforma. Lembre-se que o Android atinge a maioria do mercado, dependendo do público a ser atingido, 70, 80, ou até mais de 90% do mercado, e a fatia está crescendo. Fora ele praticamente só o iOS é usado de fato e tem crescimento absoluto não desprezível.
Muitos aplicativos serão usados para um público bem específico, provavelmente para funcionários de uma empresa que usam ou podem usar um dispositivo padronizado. Nem sempre precisa mais de uma plataforma.
Vai fazer para mais que uma plataforma? Aí a escolha é se vai fazer uma aplicação para cada uma delas, e isso tem lá sua vantagem, ou usar uma mesma base para todas elas (provavelmente duas, ou três no máximo).
Grosso modo vamos dizer que se os profissionais envolvidos dominam as tecnologias, fazer a aplicação nativa dá um resultado de 100%, fazer nativo com uma biblioteca de compatibilização dá 95, quem sabe 98%, mas pode ser só 90%, depende da qualidade dela, fazer híbrido, dá 70, 80%, e web uns 50%, claro que depende de cada caso. Não considere esses números como um estudo, é só minha percepção.
Se for feito certo, a codificação não pesa tanto no custo. Fazer para três plataformas não vai custar três vezes mais. Aproveitar código para as três não reduzirá o custo para um terço.
Coloquei no GitHub para referência futura.