新型『RAV4』のエンジンは、1.8リットルと2リットルの2種類の直4DOHCが設定された。1.8リットルの「1ZZ-FE型」は2WD仕様専用で、VVT-i（可変バルブタイミング機構）を装備し、125psの最高出力と16.4kgmの最高トルクを発生する。1.8リットルの2WD仕様はATのみの設定となっている。
2リットルの「1AZ-FSE型」エンジンは新設計のガソリン直噴「D-４」エンジンだ。オールアルミ製で、希薄燃焼方式を改良するとともに、VVT-iを加えて、低燃費ときびきびとした走りを両立したという。最高出力は152psで、最大トルクは20.4kgm。この2リットル・エンジンはフルタイム4WDモデルのみの設定で、トランスミッションは5MTと4ATが用意されている。
前ストラット、後ダブルウィッシュボーンのサスペンションは旧型を改良したもの。安全装備としてはGOAボディ、EDB（電子制御ブレーキ制動力配分機構）つきABS、デュアルエアバッグなどを全車に標準装備している。
また10・15モード燃費は全車クラストップの14.0〜15.0Km/リットルとなっており、とくに2リットル・モデルは平成22年度新燃費基準（自動車所得税が軽減される）をクリア。その他のモデルも「平成12年基準排ガス25％低減レベル★」を達成しており、自動車取得税が軽減されるという。
