Alle Motoren im Audi Q7 sind an eine Achtstufen-tiptronic und den permanenten Allradantrieb quattro gekoppelt. Zunächst stehen zwei Dieselaggregate und ein Benziner zur Wahl. Später kommt ein Plug-in-Hybrid-Modell, kombiniert mit einem V6 TFSI, hinzu. Im Q7 45 TDI quattro tiptronic arbeitet der Selbstzünder mit 170 kW (231 PS) Leistung und 500 Nm Drehmoment. Damit beschleunigt er den großen SUV aus dem Stand in 7,1 Sekunden auf 100 km/h und weiter bis zur Endgeschwindigkeit von 229 km/h. Im Q7 50 TDI quattro tiptronic gibt die leistungsstärkere Version 210 kW (286 PS) und 600 Nm ab. Der Sprint von null auf 100 km/h gelingt in 6,3 Sekunden, die Höchstgeschwindigkeit beträgt 241 km/h. Das Top-Aggregat ist der neue Dreiliter-Benzinmotor im Audi Q7 55 TFSI quattro tiptronic. Ebenso wie die beiden Diesel wird der V6‑Benzinmotor von einem Monoturbo aufgeladen. Die Eckdaten: 250 kW (340 PS), 500 Nm Drehmoment, von null auf 100 km/h in 5,9 Sekunden, 250 km/h Höchstgeschwindigkeit (abgeregelt).

An der hohen Effizienz der Motoren hat die serienmäßige Mild-Hybrid-Technologie großen Anteil. Im Kundenbetrieb kann sie den Verbrauch um bis zu 0,7 Liter pro 100 Kilometer senken. Ihr zentrales Bauteil, der Riemen-Starter-Generator (RSG), versorgt ein 48 Volt-Hauptbordnetz, in dem eine kompakte Lithium-Ionen-Batterie die Energie speichert. Beim Verzögern kann der RSG bis zu 8 kW Leistung zurückgewinnen und in den Akku einspeisen. Geht der Fahrer im Geschwindigkeitsbereich zwischen 55 und 160 km/h vom Gas, rekuperiert der Audi Q7, rollt im Leerlauf oder segelt bis zu 40 Sekunden lang mit deaktiviertem Motor. Beim Gasgeben startet der RSG den Motor wieder – schneller und sanfter als ein herkömmlicher Anlasser. Der Start‑Stopp-Betrieb beginnt bereits bei 22 km/h.