优秀的操控少不了好的发动机作为基础，毕竟性能表现很大程度上影响了一台车的驾驶体验。奥迪Q8搭载了2.0TFSI和3.0TFSI V6两款发动机，其中3.0TFSI V6发动机更有着充沛的动力储备，最大功率250kW，最大扭矩500N·m，并且拥有1370-4500rpm的同级最宽泛峰值扭矩平台，0-100km/h加速时间仅需6.2秒。
联合保时捷共同开发的EA839 3.0TFSI V6发动机，也被用于保时捷卡宴等车型之上。相较于一般的直列6缸发动机，结构更为紧凑，重心更低，同时扭转刚性更佳。并且发动机气缸盖集成排气歧管，在冬季可实现更快的“暖机”效果，有效降低磨损及油耗。此外还配备有集成式48V轻混系统，能够辅助发动机运行，有效提升动力响应并降低油耗。
与这两款发动机搭配的8速手自一体变速箱，能够凭借动态换挡程序计算出最佳换挡时间，搭配上可控式电动液压发动机悬置能够在极大程度上补偿发动机的振动。在全速域下皆可提供最佳的驾驶品质，而特别设计的通风系统更可为高强度激烈驾驶提供强有力支持。