ES 300h je opremljen z najsodobnejšim Lexusovim hibridnim sistemom s samodejnim polnjenjem, ki lahko zagotavlja odlično porabo goriva, odzivno zmogljivost in najboljšo stopnjo emisij CO₂ v svojem razredu, in sicer le 100 g/km. Prisotna je kombinacija ultra-učinkovitega 2,5-litrskega štirivaljnega bencinskega motorja z Atkinsonovim ciklom in lažjega, kompaktnejšega elektromotorja. Skupna moč sistema je 218 DIN KM/160 kW in poraba goriva s kombiniranim ciklom je od 4,4 l/100 km.