Le moteur thermique se coupe automatiquement à l'arrêt pour économiser le carburant. Dans les phases peu favorables au rendement du moteur thermique, comme le démarrage et à vitesse faible ou modérée, la CT 200h est animée par le seul moteur électrique, pour une suppression totale des émissions de CO2, de NOx et de particules. Et dans les conditions de roulage normales, la contribution du moteur thermique et du moteur électrique est constamment ajustée pour garantir le meilleur niveau de performances et de rendement.

Via le système de contrôle de freinage électronique régénératif ECB-R, le moteur électrique se comporte comme un générateur haute puissance pendant la décélération et le freinage. Ce système optimise la gestion de l'énergie du Lexus Hybrid Drive en récupérant l'énergie cinétique, normalement dissipée sous forme de chaleur pendant la décélération ou le freinage, pour la stocker sous forme électrique dans la batterie haute capacité.

Le niveau de charge de la batterie Ni-MH est régulé en continu par un générateur alimenté par le moteur thermique. La batterie ne se recharge pas à partir d'une source extérieures.

Les quatre modes de conduite (v. ch Comportement dynamique) décuplent les capacités du groupe motopropulseur 100% hybride. Le mode EV permet de rouler silencieusement en utilisant uniquement le moteur électrique. Les programmes ECO et NORMAL optimisent le rendement et la consommation du système hybride. Enfin, le programme SPORT permet d'exploiter pleinement les performances du véhicule.