全新汉兰达搭载的2.0T D-4ST发动机，是丰田全球最新、最高效的涡轮增压发动机。多项丰田独创的领先科技，同时出现在这款2.0T D-4ST发动机上，其中最主要是“三双”技术，包括“双循环”、“双喷射”和“双涡管”系统。
这些新技术的使用，使这款2.0T发动机不但拥有162kW的最大功率和350Nm的峰值扭矩，而且还使百公里综合油耗降低到仅8.2L，其性能参数与旧款2.7L相比，输出功率提升了16%；最大扭矩提升了39%，油耗则降低了17%。
?双循环：丰田在传统VVT-i技术基础上，通过凸轮轴机构的调整，实现了VVT-iW超广角可变气门正时系统，使得这台发动机能在奥托循环与阿特金森循环两种模式间无缝切换。在低转速时，D-4ST发动机以奥托循环模式工作，输出更大扭矩；中转速时，D-4ST发动机以阿特金森模式工作，实现最佳燃油经济性；而在高转速下，为输出更强动力，D-4ST发动机再切换到奥托循环模式，这也是世界首款以两种循环模式工作的内燃机，双循环无缝切换，兼顾了最佳动力和最低油耗。
?双喷射：传统发动机的供油系统，要么是进气管喷射，要么是缸内直喷，D-4ST发动机则兼备这两种喷射模式，即进气管喷射和缸内直喷结合，根据发动机工况智能调整。工作原理是，在冷机或低转速时，启用进气管喷射，好处是改善冷启动效果，减少积碳产生，发动机低故障率；在热机或中段转速需要节油为主时，D-4ST发动机使用缸内直喷；而在急加速或大负荷需要强大动力时，两种喷射一起发挥作用，这一创新技术的应用，既兼顾动力又降低油耗，同时还能解决直喷增压发动机容易引起的积碳问题。
?双涡管：D-4ST发动机在排气侧使用双涡管单涡轮技术，即把传统排气歧管4合1的排气通道，编排成4合2的排气通道，连接到涡轮增压器。这是利用空气学原理，在发动机低转速时，就能提前让涡轮介入工作，好处是大大减少涡轮迟滞现象，让动力输出更加平顺。
D-4ST发动机与雷克萨斯最新的NX所用发动机同系列，得益于D-4ST的“三双”技术，这台2.0T发动机完全做到了从低转速到高转速整个区间内，具有最为平顺和流畅的动力，它解决了传统涡轮发动机迟滞问题，为实现最顺畅的行驶表现提供了最根本。
这款发动机还配置一个水冷式中冷器，在多种条件下，以及高输出功率下能实现最佳进气温度。同时，中冷器直接搭载在发动机上，大大减少了增压后进气管的长度和容量，达到极高的瞬时响应性能。
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