Mẫu Santa Fe blue Hybrid được trang bị động cơ xăng 2,4 lít, đi cùng hộp số tự động 6 cấp, kết hợp với một mô-tơ điện 30kW. Cũng giống như các xe hybrid khác, mô-tơ điện còn hoạt động như một máy phát điện để sạc pin. Hệ thống dừng-khởi động giúp tiết kiệm nhiên liệu khi xe dừng ở đèn xanh đèn đỏ hoặc tắc đường.
Santa Fe blue Hybrid sử dụng pin polymer-lithium 270V, chứ không phải loại lithium-ion đang được dùng phổ biến hiện nay. Hyundai cho biết pin Li-Poly bền và trữ được nhiều điện hơn trong khi chi phí sản xuất lại thấp hơn pin li-ion.
Không chỉ ứng dụng công nghệ dừng-khởi động, Hyundai Santa Fe blue Hybrid còn được trang bị động cơ I4 2,4 lít đã được cải tiến, giảm thiểu ma sát để tăng hiệu suất hoạt động của động cơ. Hyundai cho biết chiếc xe có khả năng tăng tốc 0-100km trong 10,6 giây, tiêu thụ trung bình 6,2 lít xăng cho 100km và nồng độ khí thải CO2 là 148g/km.
Santa Fe blue Hybrid có hình thức bên ngoài giống phiên bản Santa Fe tiêu chuẩn, ngoại trừ phần cửa nóc panoramic 3 tấm dạng trượt.