Beim kleinen Benziner arbeitet ein 300 PS (220 kW) starker 3,6-Liter-V6-Motor, der serienmäßig mit einem Sechsgang-Schaltgetriebe kombiniert ist. Damit beschleunigt der Cayenne von null auf 100 km/h in 7,5 Sekunden (Tiptronic S: 7,8 Sekunden) und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 230 km/h.
Der Dreiliter-V6-Motor des Selbstzünders entwickelt 240 PS (176 kW), was eine Beschleunigung in 7,8 Sekunden aus dem Stand auf Tempo 100 ermöglicht. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 218 km/h. Der Cayenne Diesel verfügt serienmäßig über die Achtgang-Automatik Tiptronic S mit Auto Start-Stop-Funktion.