Mecánicamente los nuevos Toyota Avalon se decantan por un actualizado corazón 3.5 V6 VVT de gasolina que proporciona 310 CV y 360 Nm de par motor. Ahora bien, también hay disponible una versión híbrida que combina el conocido 2.5 VVT con otro motor eléctrico capaz de proporcionar 650 voltios (es lo mismo que utilizan los Toyota RAV4 Hybrid o los Lexus NX300h) para proporcionar 215 CV de potencia, enviados al asfalto por medio de un cambio automático del tipo CVT.