燃油缸内直喷D-4T直喷涡轮增压发动机采用燃油缸内直喷技术。该技术能精准控制发动机的喷油量和喷油时间，将精确定量的少量燃油喷入每个汽缸内——使发动机即使在低转速下也能实现“稀薄燃烧”，“充分燃尽每滴油”，以保证低转速下良好的动力响应，高转速时更加充沛的动力。
低惯性涡轮增压器丰田在D-4T发动机上面使用了低惯性涡轮增压器，所谓“低惯性”，指的是涡轮的叶轮采用轻量化的材料制成，这样自身的惯性也就更低，通过少量废气即可更容易有效地驱动涡轮攀升转速。最终，低惯性涡轮增压器可以带来更快的动力响应，甚至大大减轻涡轮迟滞现象，同时并不会增加油耗。
水冷式中冷器新卡罗拉D-4T发动机通过采用布局自由度较高的水冷式中冷器。相比传统的风冷式中冷，水冷式中冷的冷却效率更高、用时更短，有利于提升涡轮的响应灵敏度；更为重要的是，水冷式中冷能为经过涡轮增压器压缩后的空气降温，防止空气中的氧气含量降低，可最大限度的保证发动机的耐久性和可靠性。可以说，水冷式中冷器同时起到了提升性能与增加可靠性两个方面的作用。
提前预热系统新卡罗拉D-4T发动机采用了控制冷机时冷却液流动构造，缩短了发动机的预热时间，也确保了预热后的冷却性能。同时该系统能够减少发动机在预热阶段消耗的燃料，进一步降低排放。
活塞机油喷射活塞机油喷射还是发动机热管理的一部分，卡罗拉D-4T发动机的活塞机油喷嘴为电子控制，可在冷机期间停止喷射机油，使活塞及其周围温度上升加快，从而缩短发动机的预热时间。——让发动机更快达到工作温度，就能少浪费一些汽油。
双循环模式卡罗拉D-4T直喷涡轮增压发动机采用丰田最新研发的双VVT-iW可变气门正时技术，让发动机在奥托循环和阿特金森两种循环模式当中实现无缝切换，即在需要动力性和加速感的时候，发动机系统采用奥托循环模式，以保证足够的动力性；而在发动机处于低负荷状态时，则切换为阿特金森循环，最大化地提高效率，获得最佳的节油效果，双循环系统的组合使发动机实现最佳动力和最低油耗的双重优势。对于兼顾油耗与性能，双循环可谓是“杀手级”技术，这项技术在D-4ST 2.0T+发动机上可以见到，丰田将这一技术拓展到了D-4T发动机上面，可以说是不惜成本。
油耗和动力不可兼得的难题，在卡罗拉这里轻松解决。此次的卡罗拉D-4T不仅是丰田在技术上的一次革新，也是对品质、性能的更高追求。卡罗拉将凭借S-CVT超智能无级变速器带来的乐驾感受和同级别出色的燃油经济性，再度引领家用车发展新潮流。