雷克萨斯NX 300h采用的是雷克萨斯成熟的油电混合动力系统，混动系统包括一台2.5升阿特金森循环发动机、蓄电池、发电机和电动机，行驶时发动机和电动机同时提供动力输出。发动机最大功率155马力/5700rpm；最大扭矩210N·m/4200-4400rpm。电动机最大功率211马力(155kW)，最大扭矩409N·m。