W odróżnieniu od półhybrydowego (tzw. mild hybryd), w którym silnika elektrycznego używa się do zwiększenia mocy jednostki benzynowej, to w przypadku RX 450h zastosowano już pełny system hybrydowy (tzw. full hybdid). Można w nim wykorzystywać do jazdy oddzielnie silnik elektryczny, benzynowy lub oba łącznie. Takie rozwiązanie pozwala na zaoszczędzenie paliwa, którego średnie zużycie wynosi 6,3 litra/100 km.



Napęd RX 450h w seryjnym wydaniu zapewnia łączną moc 220 kW i umożliwia jazdę z prędkością maksymalną 200 km/h oraz przyspieszenie od 0 do 100 km/h w ciągu 7,8 sekundy.



Zestaw napędowy składa się z dwóch niezależnych jednostek usytuowanych z przodu i tyłu pojazdu. Ich współpracę zapewnia jednostka sterująca (PCU).

W przedniej części pojazdu zamontowany został sześciocylindrowy silnik benzynowy o pojemności skokowej 3,5 l V6, wydajny silnik elektryczny, generator energii, pojemny akumulator, jednostka sterująca mocą w zależności od warunków panujących na drodze.
W tylnej części pojazdu zamontowany został drugi silnik elektryczny, który odpowiada za napęd tylnych kół. Jest on uruchamiany za pośrednictwem systemu VDIM.

Silnik - 3,5 V6 + silniki elektryczne
Pojemność skokowa [cm3] - 3456
Cylindry/zawory - 6/4
Moc [kW/obr./min] - 183/6000
Maksymalny moment obrotowy [Nm/obr./min] - 317/4800
Maksymalna moc z przodu/z tyłu - [kW] 123/50
Najwyższy moment obrotowy z przodu/z tyłu [Nm] - 335/139
Prędkość maksymalna [km/h] - 200
Przyspieszenie 0-100 km/h [s] - 7,8
Średnie zużycie paliwa [l/100 km] - 6,3
Masa pojazdu gotowego do jazdy [kg] - 2115



Jednostka benzynowa o pojemności skokowej 3,5 litra znana z modelu RX 350, została specjalnie zmodyfikowana do systemu hybrydowego. Moc maksymalna wynosi obecnie 183 kW (249 KM) przy 6000 obr./min, a maksymalny moment obrotowy 317 Nm przy 4800 obr./min.
Innowacją jest zastosowanie m.in. systemu recyrkulacji spalin (EGR), systemu odzyskiwania energii cieplnej ze spalin (EHR) oraz nowej jednostki sterującej (PCU). Zmiany te pozwoliły na obniżenie zużycia paliwa.

Nie zmieniła się moc silników elektrycznych w porównaniu z modelem RX 400h, która wynosi 123 kW (z przodu) i 50 kW (z tyłu). Modyfikacje i zwiększenie momentu obrotowego pozwoliły jednak na poprawienie dynamiki jazdy w ruchu miejskim. Obecnie przedni silnik elektryczny osiąga maksymalny moment obrotowy 335 Nm, a tylny 139 Nm.



Także dokonano kilku zmian w przekładni Lexus Hybrid Driver dotyczące m.in. chłodnicy oleju i zastosowaniu łożysk o jeszcze mniejszym tarciu. Konstruktorom udało się także zmniejszyć wibracje i hałas, co szczególnie może być docenione podczas jazdy miejskiej, gdy odbywają się częste zmiany przełożeń.
Po raz pierwszy zastosowano także system sterowania AI-SHIFT, który porównuje prędkość pojazdu z intensywnością nacisku pedału gazu, co pozwala na rozpoznanie, czy RX 450h wjeżdża na wzniesienie, czy z niego zjeżdża. W zależności od tego przekładnia wybiera odpowiednie przełożenie z uwzględnieniem obrotów silnika
Po ustawieniu trybu jazdy na „S” kierowca ma do dyspozycji możliwość sterowania sekwencyjnego.



W celu zmniejszenia zużycia paliwa i optymalnego wykorzystania systemu hybrydowego istnieje możliwość korzystania z trzech ustawień trybu jazdy: ECO, EV i SNOW.
Ustawienie w pozycji ECO powoduje mniej dynamiczną reakcję silnika oraz elektronicznie sterowanej klimatyzacji.
Aby korzystać z napędu elektrycznego należy ustawić położenie EV. Służy ona do jazdy w mieście, bez emisji spalin i nadmiernego hałasu. Wówczas nie pracuje silnik spalinowy, co znacznie obniża zużycie paliwa. Przemieszczanie się jest jednak uzależnione od stopnia naładowania akumulatora.
Ustawienie SNOW ułatwia jazdę na śliskiej nawierzchni. Wszelkie ruchy pedału gazu są koordynowane tak, bo obniżyć moment obrotowy i uniknąć poślizgu kół. W celu poprawy trakcji uruchomiony zostaje także tylny silnik elektryczny.