El motor menos potente es un turbodiésel de 1.991 cm³ con sistema de inyección por conducto común, turbocompresor,intercooler y cuatro válvulas por cilindro (accionadas por un soloárbol de levas). Este motor se denomina CRDi y alcanza 112 CV de potencia máxima a 4.000 rpm y 255 Nm de par a 2.000 rpm. Dado el gran peso del Santa Fe (1.718 kg) las prestaciones no son elevadas; necesita 14,9 segundos para acelerar de 0 a 100 km/h y alcanza 166 km/h de velocidad máxima. El consumo medio es 9,2 litros cada 100 km.
Por potencia, el siguiente es un motor de gasolina de 2.351 cm³ y cuatro válvulas por cilindro (accionadas por dos árboles de levas, movidos por correa dentada) que desarrolla 145 CV de potencia a 5.500 rpm; tiene una potencia específica pequeña. Alcanza 173 km/h y tarda 11,3 segundos en conseguir 100 km/h con salida parada, por lo tanto las prestaciones son mucho mejores que en el Diesel. Sin embargo el consumo (circulando a velocidades moderadas) es 9,8 litros cada 100 km, 0,6 litros superior al de gasóleo.
Teniendo en cuenta que la diferencia de precio entre el Diesel y el gasolina de 143 CV es 325.000 pesetas, la ventaja de prestaciones para este último y la pequeña diferencia de consumo medio homologado, el gasolina puede ser recomendable.
Si nos atenemos al consumo medio homologado (9,2 l/100 km en un caso y 9,8 en otro), hace falta recorrer casi 260.000 km para que el Diesel empiece a ser rentable. En cambio, si suponemos un consumo más alto (10 litros para el Diesel y 14 para el gasolina) bastan unos 50.000 km para que el Diesel empiece a ahorrar.
El motor más potente tiene 2.656 cm³, 172 CV de potencia máxima y el mismo sistema de distribución que el 2.4 litros. Como este motor está acoplado obligatoriamente a una caja automática de cuatro velocidades, desarrollada con la colaboración de Porsche, las prestaciones son muy parecidas a las del 2.4: 182 km/h de velocidad y 11,6 segundos en el 0 a 100 km/h. El consumo en este caso es 11,4 litros cada 100 km.