全新3.0升直列六缸引擎採用BMW TwinPower渦輪增壓技術，其包括了兩階段渦輪增壓系統和共軌壓電式直接燃油噴射。增壓系統的自發響應特性透過用於高壓和低壓階段的可變渦輪幾何來增強效率。每次燃燒循環最多可進行10次噴油，並且噴油嘴以高達2700 bar的壓力向燃燒室供應。集成在噴油嘴中的新型壓力傳感器具有特別精確的計量能力，可確保良好的燃油經濟性和燃燒潔淨度。
此具柴油引擎可產生700 Nm的最大扭矩，可在1,750~2,250 rpm之間達到。而4,400 rpm時則可達到340 hp的最大馬力輸出。無論在道路上還是在越野地形上，新X5 xDrive40d和X6 xDrive40d的動力都經由8速Steptronic變速箱和智能型xDrive四輪驅動技術進行傳輸，並歸功於後輪強化設置，能在高速急轉彎時更增強敏捷性。
兩階段NOX廢氣處理系統也得到進一步發展。新組件更加靠近引擎，現在包括氧化催化轉化器和顆粒過濾器上都具備SCR塗層。為了最佳地減少氮氧化物的排放，在SCR系統的出口處還集成了第二劑量供應單元。因此，新X5 xDrive40d和X6 xDrive40d現在已經提早符合歐6d排放標準的強制性規定，而這項強制規定其實要到2021年初才會生效。
額外11 hp的電力輸出可提高衝刺功率，同時減少能耗
輕度混合動力系統採用48伏啟動發電機來輔助柴油引擎。額外的11 hp(8 kW)的輸出既可以提高自發功率，又可以提高驅動系統的效率，因而能增強了引擎啟動和加速時的動力表現。因此，新X5 xDrive40d和X6 xDrive40d都能夠在短短的5.5秒內從0加速到100 km/h。借助附加的電力輸出，內燃引擎能夠在效率優化的負載範圍內，能夠以較恆定速度特別頻繁地運行，從而減少了能耗峰值。
起動發電機從48伏電池中獲取必要的能量，該電池還透過12伏汽車電氣系統的轉換，為所有電動功能提供動力。並且透過在加速和製動階段的能量回收，以及在內燃引擎一定負荷點的增加來對其進行充電。
輕度混合動力技術也能極大地提高了駕乘舒適性。48伏啟動發電機的輔助作用有助於實現極快和舒適的負載變化響應。此外，當使用自動啟動停止和滑行功能時，此具啟動發電機可自發且低震動地重新啟動內燃引擎，不僅可以在滑行階段斷開引擎的連接，甚至還可以將其完全關閉。為了盡可能頻繁地利用節能效果，舒適性優化的滑行功能現在不僅在ECO-PRO模式下可用，在COMFORT模式下也可用。
