Pod kapotou je společností Mercedes-AMG nově vyvinutý osmiválec o objemu 6,3 litru. Disponuje výkonem 375 kW při 6800 otáčkách za minutu a maximálním točivým momentem 630 Nm při 5200 ot./min. Podle sdělení společnosti je tento motor nejvýkonější osmiválec v sériové výrobě. Ve srovnání s předchozím modelem ML 55 AMG, který disponoval výkonem 255 kW a točivým momentem 510 Nm, nabízí novinka o 46 procent větší výkon a o 23 procent větší točivý moment.

Jízdní výkony tak připomínají spíše sportovní vůz než lehký terénní automobil. Zrychlení z nuly na stovku zvládne za pět sekund a maximální rychlost je elektronicky omezena na 250 km/hod.

Ohromná síla motoru se na kola přenáší pomocí sedmistupňové automatické převodovky AMG Speedshift 7G-TRONIC, která nabízí řidiči tři módy řazení - S (sport), C (comfort) a M (manual). Síla je na nápravy rozložena v poměru 40:70. V základu má nové "emko" devatenáctipalcová litá kola obutá pneumatikami 295/45 R 19. Na přání jsou k dispozici dvacetipalcová s plášti 295/40 R 20.

O bezpečnost se starají zesílené brzdy a systémy ochrany posádky PRE-SAFE a NECK-PRO. Dvoufázové airbagy pro řidiče a spolujezdce, přední boční a okenní airbagy spolu s omezovači tahu bezpečnostních pásů na všech sedadlech jsou dalšími bezpečnostními prvky v nabídce.