Mẫu xe có tên đầy đủ là Santa Fe Blue Hybrid, sử dụng kết hợp một động cơ xăng Theta I4 2.4L với một mô-tơ điện 30kW (tương đương 41 mã lực) mô-men xoắn 150lb-ft. Chiếc xe dùng hộp số tự động 6 cấp.

Hyundai cho biết công nghệ động cơ này sẽ là cơ sở cho tất cả các mẫu xe hybrid trong tương lai của hãng. Được phát triển lại trung tâm R&D Namyang ở Hàn Quốc, công nghệ hybrid của Huyndai giúp giảm nồng độ khí thải CO2 của xe Hyundai Santa Fe xuống chỉ còn 148 g/km và cho mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình 6,2 lít/100km.

Để tăng tối đa hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu, Hyundai trang bị cho Santa Fe Blue Hybrid hệ thống dừng-khởi động (Stop-start) và tay lái trợ lực điện.

Với công nghệ stop-start, động cơ sẽ tự động tắt khi xe dừng lại và tự động khởi động lại khi tài xế nhấc chân phanh hoặc đạp ga. Công nghệ này khá hữu ích khi xe thường xuyên phải dừng xe do tắc đường, đường đông hoặc đèn xanh đèn đỏ, từ đó giúp giảm lượng khí thải ra môi trường và tiết kiệm nhiên liệu.

Nguồn điện năng sử dụng cho xe được lưu trong bộ pin lithium-polymer 270V có thể sạc. Loại pin này có hai ưu điểm nổi bật so với pin lithium-ion truyền thống là lưu được nhiều điện hơn và chi phí sản xuất thấp hơn.