Este prototipo de Toyota, realizado a partir de un Yaris con carrocería de tres puertas, está desarrollado para la competición. Lo destacable de él es el sistema de impulsión, compuesto por tres motores que dan hasta 420 CV y un condensador.

Uno de los tres motores es de gasolina y mueve las ruedas delanteras. Tiene cuatro cilindros, 1,6 litros de cilindrada, turbo, 300 CV y 420 Nm de par máximo. Los otros dos motores son eléctricos. Cada uno, de 60 CV, mueve una de las ruedas traseras (Toyota ha utilizado el mismo motor que tiene el Yaris híbrido de producción, aunque en ese caso va colocado delante y mueve las ruedas delanteras). Así, el Yaris Hybrid-R tiene tracción total y la posibilidad de modificar la trayectoria variando el par que hace cada uno de los motores traseros.

La potencia máxima es 420 CV, aunque según Toyota eso solo sucede en el «modo circuito». En el «modo carretera» la potencia máxima es 340 CV. El motivo de la diferencia se debe al elemento que Toyota ha empleado para almacenar la energía eléctrica: en vez de una batería —como la que tienen sus híbridos de producción— hay un condensador (situado bajo el asiento trasero), un elemento con mayor densidad de energía que una batería, se carga (y descarga) con mayor rapidez y tiene menos pérdidas porque su resistencia en las cargas y descargas es menor. Cuando está seleccionado el «modo circuito», la descarga es mucho más rápida que en el «modo carretera» (el condensador se vacía en 5 segundos, frente a los 20 del «modo calle»). En 2005, BMW también presentó un híbrido, el Concept X3 Efficient Dynamics, en el que utilizaba condensadores en vez de una batería.

Los dos motores eléctricos también funcionan como generadores en las deceleraciones. Además, hay un tercer generador (acoplado al motor de gasolina) que recarga el condensador  durante las deceleraciones. Este generador tiene una segunda función, una especie de control de tracción. Cuando el par en las ruedas delanteras es excesivo y las hace patinar, aprovecha ese sobrante para producir electricidad y alimentar directamente a los dos motores eléctricos.

Exteriormente el Yaris Hibrid-R Concept tiene varios elementos que lo distinguen de las versiones de producción de la gama Yaris. Así, el paragolpes delantero tiene un diseño que favorece la canalización del flujo de aire hace la parte inferior de la carrocería. Además tiene unas luces diurnas con tecnología LED de color azul. En la parte trasera, el paragolpes integra un difusor aerodinámico y tiene un alerón de diseño específico en la parte superior del portón. Las llantas de aleación son de 18 pulgadas de diámetro y los discos de freno son estriados y perforados.

En el interior tiene unos asientos de la marca Recaro tapizados en Alcantara y cuero. La palanca de cambios se sitúa en una posición más cercana a la mano del conductor y el volante, tapizado en Alcantara, tiene los pulsadores que permiten seleccionar los dos modos de conducción —«modo carretera» o «modo circuito»