Kia semakin serius menggarap teknologi hybrid dengan menampilkan tiga model sekaligus di 2016 Chicago Auto Show yaitu 2017 Kia Optima Plug-in Hybrid (PHEV), Optima Hybrid (HEV) selain Niro Hybrid. Serangkaian penyempurnaan dilakukan untuk meningkatkan daya pikatnya. Mulai dari eksterior, interior yang lebih berkelas dan sistem hybrid yang lebih kuat. Kia juga memberi perhatian pada peningkatan sistem telematika. Dari sisi aerodinamika, kedua Optima itu memiliki angka koefisien hambatan 0.24 Cd, sama dengan Tesla Model S.
Optima PHEV dan HEV –yang memiliki bilah grill yang bisa membuka dan menutup secara otomatis, tergantung kecepatan mobil- mendapat tambahan kantong udara tirain dibagian depan untuk perlindungan maksimal tubuh bagian atas saat terjadi benturan dari samping. Dan seperti mobil-mobil modern lainnya, Kia membekali dengan sistem lampu berteknologi LED yang terang tapi lebih hemat energy dibandingkan lampu halogen atau xenon. Keunggulan sisi aerodinamis didukung desain bumper belakang dan diffuser sehingga aliran udara dari kolong mobil lebih cepat keluar. Untuk membedakan Optima bermesin bensin, Kia menempeli badge Eco Plug-in untuk Optima PHEV dan Ecohybrid untuk Optima HEV.
Kedua sedan kelas menengah ini menggunakan mesin empat silinder Nu berkapasitas 2.0 liter yang bisa memproduksi daya maksimal 154hp/6000 rpm. Mesin ini dipasangkan dengan gearbox 6-speed automatic. Energi dari motor listrik 50 kW di alirkan ke sistem transmisi. Opel HEV mendapat motor listrik 38 kW sehingga output kombinasi kedua sumber tenaga mencapai 193hp/6000 rpm.
Baterai Lithium-ion polymer berkapasitas 9.8 kWh ditempatkan di belakang kursi belakang. Menurut Kia, baterai baru pada Optima PHEV bisa menyediakan baterai 60 persen lebih banyak dibandingkan pendahulunya. Sistem regenerative braking system juga disempurnakan sehingga regenerative energy meningkat 10 persen. Peningkatan peforma itu berkontribusi menambah daya jangkau mobil. Optima PHEV bisa menempuh 965 km, dimana 43 km diantaranya hanya mengandalkan energy listrik yang tersimpan di baterai.
Dan seperti mobil-mobil modern lainnya, Kia Optima dilengkapi dengan beragam teknologi canggih seperti autonomous emergency braking yang bisa mengerem otomatis jika ada potensi kecelakaan dan pengemudi tidak menyadarinya. Juga blind spot detection yang memberi peringatan pada pengemudi jika ada mobil lain di area blind spot. Masih ditambah smart cruise control untuk membantu pengemudi di perjalanan jauh. Plus lane departure dan front collision warning system.