La ES 300h est équipée de la toute dernière motorisation autorechargeable de Lexus, qui peut offrir une consommation de carburant exceptionnelle, des performances réactives et les meilleures émissions de CO2 de sa catégorie à seulement 100 g/km. Il couple un moteur à essence quatre cylindres Atkinson de 2,5 litres ultra-efficace avec un moteur électrique plus léger et plus compact. La puissance totale du système est de 218 DIN ch/160 kW et la consommation de carburant à cycle combiné est de 4,4 l/100 km.