超軽量構造と空気抵抗の少なさで、非力ながら優れた性能を発揮したことで知られ、愛好者からは「ヨタハチ」の通称で呼ばれています。

当時トヨタが生産していた最小のモデルである大衆車パブリカのエンジンとシャシを流用することを前提に、トヨタの系列会社の関東自動車工業で1962年（昭和37年）で開発に着手した。
主査は初代カローラの生みの親で知られる長谷川龍雄。

当初は「パブリカ・スポーツ」の名称で開発が進められ、非力なパブリカ用エンジンで高性能を確保するため、航空機さながらに徹底した軽量化と空気抵抗の抑制が図られた。
このためオープンボディながら難易度の高いモノコック構造を採用し、市販型でも重量は僅か580 kgに抑えられている。

「トヨタ スポーツ800」という車名は、1964年（昭和39年）の第11回東京モーターショー開催時に行われた公募により決定された。

応募された案の中からいくつかが候補として選ばれたが、調べたところ全て商標登録済みであったため不採用となった。
そこで社名の「トヨタ」に「スポーツ+排気量」を組み合わせた無難な車名にすることとしたが、モーターショーの時点ではまだ排気量を公表していなかったため、「トヨタ スポーツ800」という名称が応募されることはあり得なかった（ベースモデルのパブリカの排気量が700 ccであったため「スポーツ700」という名称の応募は数件あった）。
しかし、ひとりの学生が奇跡的に「トヨタ スポーツ800」という名称を応募していたため、「公募により決定」という体裁が整い、「トヨタ スポーツ800」という名称が正式に採用された。