Este vehículo híbrido combina un motor de gasolina y un motor eléctrico. El motor de gasolina tiene ocho cilindros en V, 5,0 l de cilindrada e inyección directa e indirecta de gasolina; es un desarrollo conjunto con Yamaha. Está conectado a un generador eléctrico y puede funcionar en paralelo con un motor eléctrico de imanes permanentes. Con los dos motores a la vez, el sistema puede dar una potencia máxima de 445 CV.

Por sí sólo, el motor de explosión genera una potencia máxima de 394 CV a 6.400 rpm, con un par máximo de 520 Nm a 4.000 rpm. Tiene 4.969 cm³ y es una evolución del motor de 4,6 litros del LS 460. La carrera se ha aumentado, prolongándola de 83 mm a 89,5 mm, mientras que la relación de compresión se ha mantenido igual, 11,8 a 1. Otras modificaciones incluyen cambios en los pistones, el cigüeñal, las bielas, el sistema VVT-ie (admisión variable inteligente con control electrónico) y el colector de escape (más información técnica del motor de gasolina).

El motor síncrono de imanes permanentes (o sin escobillas) trabaja a una tensión nominal de 650 V; da 224 CV y 300 Nm de par. Está refrigerado por agua y aceite.

La batería que alimenta el motor es de níquel e hidruro metálico (Ni-mH) y va colocada tras los asientos traseros. La batería está formada por 20 celdas que suministran una tensión de 288 V y que necesitan cierta refrigeración. Cuando la batería está caliente y el motor está sometido a poca carga, un ventilador envía aire desde el habitáculo. En cambio, si la batería se ve sometida a carga elevada, el aire frío es proviene del sistema de climatización de las plazas traseras.

La densidad de energía de la batería es la misma que la del RX 400h y mayor que la del Toyota Lexus o el Lexus GS 450h. Los dos primeros tienen tres ventiladores de refrigeranción y los otros dos tan sólo uno.

Para prolongar la vida de la batería, que Lexus estima en 300.000 km, esta funciona en un rango comprendido entre el 40 y el 60 por ciento de su capacidad.

Para transformar los 288 V de corriente continua que suministra la batería hasta los 650 V de corriente alterna que necesita el motor eléctrico, hay un dispositivo que Lexus denomina Unidad de Control de Potencia. Este elemento ocupa la cuarta parte del espacio que ocupaba la primera generación del Toyota Prius.

Por sus emisiones (220 g/km de CO2), el 600h se puede catalogar dentro de la categoría de emisiones «SULEV» (Super Ultra Low Emission Vehicle); hay varios coches con motor de gasolina que cumplen esta norma (más información). Un Lexus IS 250 con un motor de gasolina seis cilindros, 208 CV y 1.560 kg de peso, tiene unas emisiones semejantes (214 g/km).

La aerodinámica también juega un papel importante en el consumo bajo de este modelo, que tiene un coeficiente de resistencia de 0,27. Este dato es similar al de un Audi A8 o un Mercedes-Benz Clase S; un BMW serie 7 tiene 0,29 y un Volkswagen Phaeton 0,31. Los coeficientes de elevación del eje delantero y trasero son casi nulos: 0,02 y 0,01 respectivamente.

Como otros vehículos híbridos de Toyota, el LS 600 no necesita caja de cambios (ni de engranajes, ni de variador por correa). En su lugar hay un sistema (de engranajes planetarios) que varía de forma continua la relación entre el régimen del motor y la velocidad del coche. Como en el GS 450h.

En el LS 600h, al igual que en el GS 450h, hay una reducción mecánica adicional mediante un engranaje Ravigneaux que el sistema conecta automáticamente cuando es preciso. Esto es así porque el motor eléctrico es el que va engrando directamente a las ruedas y tiene una velocidad nominal de funcionamiento que no puede superar (hasta 14.000 rpm). El cambio se produce con mucha suavidad y para percibirlo hay que fijarse con atención. La variación de reducción sucede, aproximadamente, a 85 km/h cuando se está acelerando. En retención, el cambio a la marcha más baja se produce a unos 50 km/h. Una unidad de control hidráulica, ubicada dentro de la transmisión, acciona dos frenos para alternar los engranajes del motor entre los regímenes de reducción bajo (3,9 a 1) y alto (1,9 a 1).

El sistema de propulsión del LS 600h no es como el del RX 400h, que tiene un motor térmico para el eje delantero y dos eléctricos, uno para cada eje. Tampoco es como el del GS 450h, que tiene un solo motor eléctrico y tracción trasera en vez de total. En el LS 600h hay un motor eléctrico y uno térmico que actúa conjuntamente sobre los dos ejes a través de un diferencial Torsen.

Una de las salidas del diferencial mueve el semieje trasero. La otra acciona un tren de engranajes que a su vez mueve el semieje delantero. Según Lexus, este diferencial es más compacto que otros Torsen anteriores y capaz de transmitir hasta 650 Nm. En condiciones normales envía un 60 por ciento de la fuerza a las ruedas traseras, pero puede variar el reparto desde un 50 por ciento hasta un 70 por ciento.

Desde delante hacia atrás, el conjunto de elementos que se encargan impulsar el coche van dispuestos en el siguiente orden: motor de gasolina, generador eléctrico, engranaje planetario, motor eléctrico, engranaje de reducción y diferencial Torsen.

La suspensión es independiente con un muelle neumático en cada rueda y los amortiguadores están controlados electrónicamente. Además de tres programas seleccionables (Normal, Confort y Sport), cada amortiguador varía su funcionamiento según datos como el régimen del motor, la velocidad de las ruedas delanteras, la actuación en los frenos o la dirección, tres sensores de aceleración vertical y los ángulos de cabeceo y balanceo. El programa puede reconocer cuándo se van a producir ciertas frecuencias en el movimiento de las ruedas y trata de evitarlas. Además, la amortiguación variable está coordinada con el control de estabilidad y con el de protección previa al choque.

Los frenos de disco miden 357 mm delante y 335 mm los traseros.

La dirección tiene desmultiplicación variable, un sistema que Toyota puso en el mercado antes que BMW (con el HDJ 100 en algunos mercados). Un motor eléctrico modifica de desmultiplicación del mecanismo de la dirección en función de la velocidad del vehículo. A velocidades muy bajas, esta relación se sitúa en su nivel mínimo (11,7 a 1, lo que supone 2,3 vueltas de volante entre topes) para reducir el movimiento del volante necesario para tomar curvas cerradas o realizar maniobras de aparcamiento. A velocidades altas, la relación es de 18,4 a 1 (3,7 vueltas de volante).

Opcionalmente, las versiones con carrocería corta pueden tener un sistema de estabilizadoras activas para disminuir el movimiento de balanceo de la carrocería. Cada barra tiene un motor eléctrico (de corriente continua sin escobillas) con un engranaje de reducción capaz de aplicar un par de torsión en las secciones izquierda y derecha de la barra estabilizadora. Con estas estabilizadoras, las relaciones de desmultiplicación de la dirección varían desde 11,6 a 1 hasta 18,7 a 1.

Además, la dirección puede ser intervenida por el control de estabilidad VDIM para hacer pequeñas correcciones en el ángulo de las ruedas, si se dan ciertas circunstancias.

Coincidiendo con el lanzamiento del 600h, Lexus muestra un sistema para limitar el riesgo de atropello a peatones. Utiliza elementos del programador de velocidad activo (el radar) en combinación con dos cámaras (con sensibilidad en el infrarrojo cercano) que controlan la parte delantera del vehículo: están colocadas a los lados del retrovisor interior, separadas 335 mm. Un tercer dispositivo colocado en la columna de dirección (otra cámara y seis emisores de infrarrojo cercano) analiza la cara del conductor. Si ocurre que el sistema detecta un obstáculo frente al vehículo y el conductor dejar de mirar a la carretera por un cierto tiempo, el sistema da un aviso sonoro y luminoso. Si el coche se sigue acercando al obstáculo y el conductor no reacciona, el sistema puede aplicar suavemente los frenos.

En caso de que el sistema considere que existe una situación en la que el conductor deberá esquivar un obstáculo, interviene en la asistencia y en la desmultiplicación de la dirección para facilitar esa maniobra. Además, mientras ocurre todo esto, puede tensar el cinturón, subir los reposacabezas y preparar el sistema de frenos para dar la máxima presión cuando el conductor pise el pedal.

También tiene un radar para vigilar la parte trasera del coche. Si detecta que va a producirse una colisión, hay un sistema que acerca los apoyacabezas delanteros a la cabeza. Hay unos sensores en los propios apoyacabezas que evitan que al ejecutar este movimiento se golpee la nuca de los pasajeros (imagen).