凯美瑞采用2.0L和2.5L发动机。
动力方面，这款车推出了两款动力车型，分别搭载2.0L和2.5L自然吸气发动机。同时还推出混动车型，搭载2.5L自然吸气发动机和电动机组合。
凯美瑞搭载的2.0L发动机最大功率131kw，最大扭矩210 Nm。2.5L发动机最大功率154kw，最大扭矩250 Nm。
凯美瑞的发动机型号是6AR-FSE。与旧发动机相比，新发动机的功率有了明显的提高。这款发动机增加了缸内直喷技术。发动机不仅仅局限于常规的缸内直喷，还采用了出现在雷克萨斯is和GS上的D-4S双喷系统。这套系统不仅可以提高汽车的动力，还可以提高发动机的燃油经济性。
该系统提供两个喷油器。除了缸内直喷喷嘴，在进气歧管中还设计了一个喷嘴，可以根据车辆的行驶状态在缸内直喷和歧管喷射之间自由切换，从而减轻发动机的负荷，增加发动机的功率。
