Nissan Leaf построен на новой платформе Nissan V, на этой же платформе построены такие успешные модели Nissan как кроссовер Juke и малолитражный автомобиль Micra 2011 модельного года. Под капотом электромобиля Nissan Leaf расположен электродвигатель мощностью 80 кВт (около 108 л. с.) с крутящим моментом, достигающим 280 Н•м. Привод электромобиля Nissan Leaf — передний. Нижнее расположение самого тяжёлого элемента автомобиля — аккумуляторной батареи — обеспечивает лучшую устойчивость сравнительно с другими авто этого класса. Кроме того, батарея также обеспечивает и более высокую жёсткость конструкции, по сравнению с остальными 5-дверными хэтчбеками подобной конструкции.
Литий-ионная батарея для электромобиля Nissan Leaf состоит из 192 ячеек. Её состав (согласно пресс релизу):
Масса батареи составляет около 600 фунтов (270 кг) и расположена она под передними сиденьями электромобиля.
Ёмкости батареи 24 кВт•ч и возможностей рекуперативного торможения хватает (по оценкам представителей Nissan Motor Corporation) на 160 км пробега. Жизненного цикла батарей, по предварительным оценкам, должно быть достаточно минимум на 5 лет.
В настоящее время батареи собирают на мощностях Nissan Motor Corporation в Японии и годовой выпуск составляет около 65 тыс. комплектов в год. Компания Nissan, в рамках своего проекта массового выпуска электромобилей, заложила завод в Смирне (Теннеси, США), проектная мощность которого c момента запуска в 2012 году оценивается в 200 тыс. комплектов в год.
С началом производства электромобиля на английском заводе Nissan в Сандерленде, а также строительства здесь же завода по производству аккумуляторов для электромобиля Nissan Leaf, модель 2013 года получила более 100 усовершенствований. В числе важнейших из них— более мощный и эффективный аккумулятор, который позволил увеличить пробег до 123 миль (199 км), против 109 миль (175 км) у модели 2012 года. Кроме того, вдвое (до 4 ч) сокращено время подзарядки от общественного 6,6-киловаттного подзарядного устройства. В перспективе на Nissan Leaf появятся парковочная камера Around View кругового обзора, кожаная отделка салона и прочее.
Тесты показывают энергопотребление Leaf: 765 кДж/км (21 кВт•ч/100 км), что эквивалентно расходу около 99 MPG (2,4 л / 100 км).