在引擎部分，全新一代BMW X5搭载了一具3.0升的直列六缸引擎，并且采用单涡轮与双涡流的设计，这具代号为“B58”的缸内直喷引擎在DOHC顶置双凸轮轴及铝合金中缸的技术支持下，能够凭借更为合理的气门相位，从而在引擎转速达到5500-6500rpm时，压榨出340匹的最大马力。

需要格外指明的是，得益于更为细致的ECU设定，全新一代BMW X5所搭载的3.0T引擎存在一段1000rpm跨度的马力平台，这不仅保证了此款引擎具有较强的高转动力输出，还能确保全域动力输出的平顺性。

此外，全新一代BMW X5的3.0T引擎还能够爆发出450牛·米的峰值扭矩，并且有效区间维持在1500-5200rpm之间，相比于多数相同排量的引擎，此款引擎的设定不仅保证足够的低扭输出，还尽可能延迟了极限的到来，保证峰值扭矩的区间跨度更广。

就传动系统而言，全新一代BMW X5匹配了8速Steptronic变速箱，并且采用密齿比的设定，其实以引擎的动力储备，更强的扭矩输出可以无视挡位及齿轮比的参数，但之所以进行上述调校，相信更多则是服务于行驶平顺性。