De HYbrid4 beschikt over een 2.0 HDiF diesel (163 pk; 300 Nm) én een elektromotor goed voor omgerekend 37 pk en 200 Nm koppel. De aandrijfunit kent een parallelle structuur, dat wil zeggen dat de twee verschillende motoren samen, maar ook onafhankelijk van elkaar kunnen functioneren.

De diesel drijft via een elektrische, handgeschakekde zesbak de voorwielen aan, terwijl de elektromotor de achterwielen in beweging brengt. Als er weinig vermogen wordt gevraagd, zorgt alleen de elektromotor voor de voortstuwing. Het overschakelen tussen beide motoren gebeurt via een stop-/startsysteem met een gecombineerde dynamo/startmotor.

Via een draaiknop op de middenconsole kan de bestuurder een keuze maken uit vier verschillende aandrijfvormen: Auto, ZEV, 4WD of Sport. In de eerste modus maakt de elektronica zelf een keuze uit de motoren, de tweede modus zorgt ervoor dat de elektrische aandrijving prioriteit krijgt (Zero Emission Vehicle), in de 4WD-stand zijn beide motoren aan het werk en tot slot in Sport worden beide motoren in aanvalshouding gezet.

De keuze voor een diesel in combinatie met een elektromotor is volgens Peugeot eenvoudig te verklaren, aangezien een diesel van nature minder brandstof verbruikt dan een benzinemotor. Het gemiddeld verbruik bedraagt 3,8 l/100km en de CO2-uitstoot 99 g/km.