La tercera generación del Kia Optima se presentó en el Salón Internacional del Automóvil de Nueva York de 2010.
Tenía la misma plataforma técnica que el Hyundai Sonata o el i40, con suspensión independiente en las cuatro ruedas con motor delantero y arquitectura de tracción delantera.

Diseñado en los estudios de Kia en Frankfurt, Alemania e Irvine, California, el Optima es más largo, más ancho y más bajo que el Magentis al que reemplaza. El aspecto de perfil más deportivo está firmado por Peter Schreyer, siguiendo un nuevo lenguaje de diseño presentado en el Kia Forte y el Kia Sorento, y utilizando la nueva parrilla corporativa del fabricante de automóviles coreano, conocida como Tiger Nose.

La línea de motores del Optima se reemplazó con la unidad universal GDI de 2.4 litros y 4 cilindros, acoplada a una transmisión automática de 6 velocidades con pantalla Eco en el tablero o una transmisión manual de 6 velocidades. En otros mercados fuera de los EE. UU., también hay otros motores disponibles, como un 4 en línea con un desplazamiento de gasolina de 2.0 litros o dos variantes turbodiésel con un desplazamiento de 1.7 litros y 2.0 litros, respectivamente. Estos también pueden combinarse con una transmisión manual de 6 velocidades o una transmisión automática de 6 velocidades.

El interior del Optima cuenta con conectividad para iPod y Bluetooth. En 2013, Kia ofreció un sistema de información y entretenimiento UVO creado en cooperación con Microsoft, con una pantalla táctil más grande y una cámara de respaldo integrada. También cuenta con, según el nivel de equipamiento y las opciones, asientos traseros con calefacción, un sistema de navegación, asientos delanteros con calefacción y refrigeración y un techo corredizo panorámico.