El motor del Lexus LFA va colocado en posición central delantera, entre el eje delantero y el habitáculo. Lexus denomina a este motor «1LR-GUE». Actualmente no hay ningún otro modelo de Lexus con motor de diez cilindros.

La V que forma el motor tiene 72º. Lexus dice que ha utilizado este ángulo entre las filas de cilindros porque da una mayor regularidad de giro que cualquier otra configuración en un motor de diez cilindros.

Su lubricación es por cárter seco, lo que tiene dos ventajas: permite colocar el motor más cerca del suelo y garantiza la lubricación cuando la aceleración lateral es muy grande.

Su relación de compresión es 12,0 a 1 —como la de un BMW M3—, muy alta para un motor de inyección indirecta. Lexus recomienda gasolina de octano 95 o superior.

El motor tiene una potencia específica muy alta para tratarse de un motor sin sobrealimentación: 117 CV/l. El de un Ferrari  F430 F1 tiene 114 CV/l. Para conseguir que la potencia sea tan alta, tiene que girar muy deprisa: alcanza su régimen máximo a 8.700 rpm. El par máximo (480 Nm) lo consigue a 6.800 rpm.

Tiene un sistema de distribución variable (VVT-i) tanto para las válvulas de admisión como para las de escape. La admisión también es variable. Las mariposas son individuales para cada cilindro, igual que, por ejemplo, en un BMW M3.

El motor del Lexus tiene bielas y válvulas de titanio. Los pistones son de aluminio forjado. Lexus ha utilizado piezas ligeras en ciertas partes móviles del motor para que su inercia sea pequeña, de forma que pueda girar más rápidamente y que la respuesta del motor al acelerador sea más veloz.

Este motor puede llegar desde el régimen de ralentí hasta 9.000 rpm en sólo seis décimas de segundo si no hay ninguna marcha engranada. Es decir, la velocidad media del pistón es de 25 m/s, un valor muy alto; el del motor del BMW M6 alcanza 20 m/s y la de un Lamborghini Gallardo 24,7 m/s. Según Lexus, esa rapidez obliga a utilizar un cuentarrevoluciones digital, ya que uno de aguja no sería suficientemente preciso.

La tapa de la culata es de magnesio. El silenciador principal del sistema de escape es de titanio. El escape tiene una válvula que hace pasar el gas por todo su recorrido si el motor gira a una velocidad de hasta 3.000 rpm. Por encima de ese régimen, permite que el paso del gas sea más directo y amortigua menos el sonido.

El cambio de marchas es automático, de seis velocidades. Es un cambio convencional al que se le han añadido automatismos para el embrague y la palanca de cambios. No es uno automático de doble embrague, como el del Nissan GT-R o el del Porsche 911 Turbo.

Lexus ha colocado la caja de cambios junto al diferencial trasero autoblocante para equilibrar más el peso que recae sobre cada uno de los ejes (el embrague está junto al motor). La distribución es 48% sobre el eje delantero y 52% sobre el trasero.

El conductor tiene dos mandos para controlar el funcionamiento del cambio de marchas. Con uno elige entre varios modos de funcionamiento («Auto», «Sport», «Normal» y «Wet»), que se seleccionan mediante un mando en el salpicadero.

Otro permite elegir la velocidad con la que se realiza el cambio de marcha, en siete niveles; el nivel más veloz tarda 0,2 segundos y el más confortable 1 segundo. A mayor rapidez, mayor brusquedad en el cambio.

El depósito de combustible está justo delante del eje trasero y, junto a él, va el depósito del limpaparabrisas y los radiadores de líquido refrigerante del motor. La batería está ubicada justo encima del eje trasero.

El chasis es de aluminio y de plástico reforzado con fibra de carbono. Esto último se emplea en la celda que forma el habitáculo (supone 100 kg de ahorro respecto al aluminio) y también en los paneles de la carrocería.

Hay fibra de carbono en piezas como el aro del volante o la varilla que permite dejar levantado el capó. La mayor parte de los elementos de su suspensión son de aluminio y los frenos de material cerámico.

La suspensión delantera es de paralelogramo deformable y la trasera multibrazo. Están hechas de aluminio.

Los discos de freno son de material cerámico. Los delanteros tienen 390 mm de diámetro y 34 mm de espesor, y están frenados por pinzas monobloque de seis pistones. Los discos traseros son de 360 mm y 28 mm de espesor y sus pinzas son de cuatro pistones. Los pistones son de distinto tamaño para que la presión sobre el disco sea similar (38, 32 y 28 mm los de las pinzas delanteras y de 30 y 28 mm los de las traseras; imagen). Lexus dice que cada uno de esos discos es aproximadamente 5 kg más ligero que uno equivalente fabricado de fundición de hierro. Para hacer funcionar el circuito de frenos, Lexus utiliza una bomba eléctrica en vez de la depresión del circuito de admisión; dice que así asegura la presión de frenado adecuada en todo momento.

Las llantas son de 20” de diámetro y están fabricadas en aluminio forjado por BBS. Los neumáticos Bridgestone están desarrollados específicamente para este modelo. Las ruedas delanteras tienen unas medidas 265/35 R20 y las traseras 305/30 R20.

Tiene un coeficiente de penetración aerodinámica de 0,31, que es bajo para un coche cuya carrocería tiene grandes entradas de aire y ciertos elementos pensados para proporcionar apoyo aerodinámico a alta velocidad. Tiene un difusor en la parte trasera de la carrocería, y encima de la tapa del maletero un alerón cuya posición varía en función de la velocidad. Hasta 80 km/h está enrasado con la carrocería y, por encima de esa velocidad, se despliega.