雷克萨斯ES 300h配备了一台排量为2.5升的自然吸气发动机，最大功率和峰值扭矩分别为160马力和270牛·米。此外，该车配备的电动机最大功率为143马力（105千瓦），电动机峰值扭矩可达270牛·米，与这套动力系统相搭配的是CVT无级变速箱，并且有ECO模式、普通模式、运动模式和纯电动模式可以选择。
| 5款合资品牌中大型车动力系统 | |||||
| 车型 | 奥迪A6L | 宝马5系 | 奔驰E级 | 雷克萨斯ES | 凯迪拉克XTS |
| 发动机型号 | EA888 | N20B20 | 未提供 | 2AR-FXE | 未提供 |
| 排气量(mL) | 1984 | 1997 | 1991 | 2494 | 1998 |
| 进气形式 | 涡轮增压 | 涡轮增压 | 涡轮增压 | 自然吸气 | 涡轮增压 |
| 气缸排列形式和汽缸数 | 直列四缸 | 直列四缸 | 直列四缸 | 直列四缸 | 直列四缸 |
| 最大功率Ps(kW) | 180（132） | 184（135） | 184（135） | 160（118） | 269（198） |
| 最大功率转速rpm | 4000-6000 | 5000 | 5500 | 5700 | 5500 |
| 峰值扭矩N·m | 320 | 270 | 300 | 213 | 400 |
| 峰值扭矩转速rpm | 1500-3900 | 1250-4500 | 1200-4000 | 4500 | 2400-4400 |
| 电动机最大功率kW | 无 | 无 | 无 | 105 | 无 |
| 电动机峰值扭矩N·m | 无 | 无 | 无 | 270 | 无 |
| 搭配变速箱类型 | CVT无级变速箱 | 8速手自一体 | 7速手自一体 | CVT无级变速箱 | 6速手自一体 |
| 换挡拨片 | 有 | 无 | 有 | 无 | 有 |
油耗出色
这是雷克萨斯ES系列首次搭载引以为傲的混动系统，它装配了一台2.5L自然吸气发动机和使用镍氢电池组的电动机，这两种动力源在不同工况下合作为车辆提供动力。
其中发动机最大功率160马力(118千瓦)/5700rpm，最大扭矩213牛·米/4500rpm，电动机最大功率142马力(105千瓦)，峰值扭矩270牛·米。不过综合功率和扭矩自然不是简单的二者相加，官方公布综合功率为205马力(151千瓦），与之配合的是平顺性和经济性优越的CVT无级变速箱，这也是雷克萨斯油电混合系统的标准配置。
值得一提的是，这台发动机可以使用93号（京92号）汽油，当我驶进加油站后，加油员一个劲儿的将我向95号的加油机引导，我一再示意我要加92号油，能看出来，他一脸不屑的表情给我指了下92号加油机的位置，并好生劝我：您这这么好的车得加95号，对车好！边上正在加95号油的高尔夫车主也放出挑逗的目光，这时候我心里还挺复杂。
动力系统：三种动力搭配，混合动力或将成为主销车型
动力方面，新ES提供了2.5L直列四缸、3.5L V6和2.5L混动动力三种动力搭配可供选择，其中考虑到日益上涨的油价以及相对较高的售价，ES350在国内很难再复制06、07年的辉煌，挑大梁的任务势必落在了入门级的ES250和ES300h混合动力车型上。
从近年来丰田在华推出的多款混合动力车型的定价，以及战略布局来看，丰田有意在这块市场中率先发力，从CT200h、到普锐斯，再到混合动力的凯美瑞尊瑞定价都比较合理。并且据4S店消息人士透露，雷克萨斯ES300h上市后也将延续这一策略，同配置的ES300h售价比ES250相比差距不会很大，约在3-5万元左右。果真如此的话，ES300h或有可能会成为新ES系列中的主销车，这也未尝不是好事。
至于ES300h的混合动力系统，与凯美瑞上的一样采用2.5L四缸阿特金森循环发动机+电动机共同驱动车辆，其中发动机的最大功率大约在156马力左右，扭矩为212N·m。电驱动部分包括电动机和电池组，电动机的功率为143马力，综合最大功率202马力，官方百公里油耗为5.4升，搭配的是一具CVT变速箱。并且还提供了驾驶模式选择功能，ES300h在ES350和ES250三种模式的基础上增加了EV纯电动行驶功能。