Về thiết kế, Lexus LX 500d sở hữu kích thước tổng thể dài 5.100 mm, rộng 1.990 mm, cao 1.895 mm, cùng chiều dài cơ sở đạt 2.850 mm. Trọng lượng không tải dao động từ 2.605 – 2.720 kg. Xe có khả năng lội nước tối đa 700 mm. Các góc vượt địa hình ấn tượng, với góc tới 26,3 độ, góc thoát 28 độ, góc vượt đỉnh 27,4 độ, giúp LX 500d hoàn toàn đáp ứng những yêu cầu vận hành khắt khe trên địa hình phức tạp.
Lexus LX 500d sử dụng động cơ diesel tăng áp kép V6 dung tích 3.3L mã F33A-FTV, sản sinh công suất 304 mã lực tại 4.000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 700 Nm trong dải vòng tua từ 1.600 – 2.600 vòng/phút. Sức mạnh được truyền qua hộp số tự động Direct-Shift 10 cấp, kết hợp hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian (Full-time 4WD).
Xe được trang bị hệ thống lái đa địa hình Multi-Terrain Select với 6 chế độ lái tùy chỉnh, cùng loạt công nghệ hỗ trợ off-road như Crawl Control, hỗ trợ đổ đèo, và hệ thống treo chủ động AHC – AVS có khả năng điều chỉnh chiều cao và độ cứng mềm theo điều kiện vận hành.
Ngoại thất xe gây ấn tượng với hệ thống đèn pha 3 bóng LED, tích hợp công nghệ chiếu sáng thông minh AHS, đèn sương mù LED, đèn ban ngày, và camera toàn cảnh PVM. Kính xe đều có khả năng cách âm, chống tia UV, trong khi phần mui xe được tích hợp cửa sổ trời moonroof và thanh giá nóc. Mâm xe kích thước lớn 22 inch đi kèm lốp 265/50 R22 tạo dáng vẻ bề thế cho mẫu SUV hạng sang.
Không gian nội thất của LX 500d được thiết kế xa hoa và tiện nghi với ghế chỉnh điện 10 hướng, chức năng sưởi và làm mát cho hàng ghế trước và ghế sau. Phiên bản Premium có cấu hình 4 chỗ với hàng ghế thứ hai kiểu thương gia, trong khi bản F-Sport có cấu hình 7 chỗ. Hang ghế thứ 3 có thể gập theo tỷ lệ 50:50. Xe trang bị hệ thống điều hòa ba vùng độc lập, màn hình trung tâm cảm ứng 12,3 inch, hệ thống giải trí cao cấp Mark Levinson 25 loa, sạc không dây, Apple CarPlay không dây, định vị, và hệ thống xác thực bằng vân tay.
Lexus cung cấp nhiều tùy chọn màu sắc cho LX 500d, với sáu tông ngoại thất bao gồm trắng, bạc, xám titanium, xám manganese, đen và xanh rêu. Nội thất có ba tùy chọn: đen, nâu Hazel (chỉ bản Premium), và đỏ Flare (chỉ bản F-Sport).
Riêng phiên bản F-Sport được nâng cấp với thiết kế cản trước/sau thể thao, lưới tản nhiệt dạng lưới mesh, ghế và vô-lăng thể thao, cùng tinh chỉnh riêng cho hệ thống lái và treo, mang đến trải nghiệm vận hành giàu cảm xúc hơn.
