El sistema de propulsión del Outlander PHEV está compuesto por cuatro motores. Uno es de gasolina y los otros tres eléctricos. De estos tres motores eléctricos, dos se emplean para mover las ruedas y el restante para mover el motor de gasolina cuando este tiene que ponerse en marcha. Estas tres máquinas eléctricas pueden invertir su funcionamiento y funcionar como generadores para la transformación de energía cinética (la que tiene un sólido en movimiento) en eléctrica.

Uno de los dos motores eléctricos que mueven las ruedas está alojado en el eje trasero. De este modo Mitsusbishi consigue un sistema de tracción total sin necesidad de utilizar un eje de transmisión que recorra el coche longitudinalmente.

La batería del sistema híbrido está colocada en la parte inferior del chasis, bajo el habitáculo. Por ello, el piso queda 4 cm más alto que el del Outlander Diesel. Tiene 12 kWh de capacidad de los que se usan 8 kWh para aumentar su vida, un tipo de gestión habitual en los coches híbridos y eléctricos. La batería está formada por diez módulos y, a diferencia de lo que ocurre en Toyota, , es posible reemplazarla por bloques, no en su totalidad si se produce un fallo en uno de ellos. Este componente tiene 8 años de garantía (o 160 000 km), mientras que el resto del coche está garantizado por cinco años.

En el apartado de información técnica del Outlander 2013 hay información detallada sobre los motores, la batería y como interaccionan entre sí todos estos elementos.