Highlander Hybrid był pierwszym siedmioosobowym pojazdem hybrydowym. Dzięki dodatkowej mocy silników elektrycznych poprawiły się osiągi, szczególnie przy większych prędkościach. California Air Resources Board przyznała mu klasę emisji SULEV. Niemal identyczny napęd trafił do Lexusa RX 400h. Modele z napędem na wszystkie koła mogły ciągnąć przyczepę do 1600 kg.
Druga generacja (XU40; 2007)
Toyota zaprezentowała drugą generację Highlandera i Highlandera Hybrid na targach Chicago Auto Show 2007. W Ameryce sprzedaż benzynowej wersji rozpoczęła się w lipcu, a hybrydy pod koniec września. Highlander i Highlander Hybrid drugiej generacji nie były sprzedawane w Japonii. Pięciomiejscową wersję zastąpił inny model – Toyota Venza.
Początkowo jedynym napędem Highlandera drugiej generacji był 3,5-litrowy silnik V6 2GR-FE o mocy 270 KM (201 kW), współpracujący z pięciobiegową przekładnią automatyczną. Czterocylindrowy silnik został wycofany z produkcji, ale dodany ponownie w 2009 roku. Podczas gdy 3,5-litrowy silnik ma 55 KM mocy więcej niż poprzedni 3,3-litrowy silnik V6, a wzrost wymiarów wraz ze zwiększoną izolacją akustyczną dodał około 22 kg do masy własnej pojazdu, wynoszącej około 180 kg, zużycie paliwa nieznacznie spadło.