El Cayenne se ofrece con cinco versiones: Cayenne, Cayenne Diesel, Cayenne S, Cayenne S Hybrid, Cayenne GTS, Cayenne Turbo correspondientes a cuatro motores de gasolina distintos y uno de gasoil. El Cayenne a secas incorporaba originalmente un motor V6 de 3.2 litros de cilindrada y 250 CV de potencia máxima, que luego fue modificado hasta los 3.6 litros y 290 CV. El Cayenne S fue inicialmente un V8 aspirado de 4.5 litros y una potencia de 340 CV, luego llevado a 4.8 litros y 485 CV. El Cayenne Turbo tiene una versión del V8 con turbocompresor y 500 Caballos.
Los atmosféricos nuevos, mediante un sistema de inyección directa de combustible (por primera vez en un Porsche) y el sistema de manejo de válvulas VarioCamPlus, redujeron su consumo de combustible entre un 8 y 15% y el nivel de emisiones contaminantes al mismo tiempo.
La arquitectura del motor turbo permite que consiga el 90% del par (el máximo es de 700 Nm) entre las 2100 y las 5000 rpm. Su caja de cambios tiene unas marchas finales largas para favorecer su uso en autopista; en sexta marcha circula a 180 km/h a 4000 rpm.


El sistema "Porsche Active Suspension Management" modifica la dureza, el recorrido y la altura al piso de la suspensión, con tres posiciones: normal, deportiva y todo terreno. Este sistema funciona automáticamente, haciendo que el chasis cambie de altura según la velocidad del vehículo.
El control dinámico de chasis PDCC (Porsche Dynamic Chasis Control) manipula los vaivenes laterales de la estructura mediante dos barras estabilizadoras regidas por sendos motores hidráulicos. El tránsito por un curvón rápido se ve beneficiado porque se endurece la trasera y, todo lo contrario, pone más firme la delantera cuando el volante recibe un movimiento rápido, como cambiar de carril para superara a otro vehículo.

El Cayenne no rola, es decir, se mantiene paralelo al suelo si la fuerza G esgrimida en el chasis es de 0,65.
El control de tracción inteligente PTM (Porsche Traction Management), que parte de una distribución de la potencia de 38% en el tren delantero y 62% en el trasero, tiene la capacidad de ir variando la entrega de torque de acuerdo con el que el eje necesita para traccionar.
El PTM es capaz de dirigir el 100% del torque y la potencia a cualquiera de los trenes rodantes. También se hace de sensores para medir la velocidad del vehículo, la aceleración lateral, el ángulo de la dirección y la posición del acelerador. Con toda esta información en la mano, la computadora conoce perfectamente qué esta haciendo el auto en todo momento. El PTM también interactúa con el control de estabilidad PSM (Porsche Stability Management), que cuenta con asistencia de frenado. El PSM solo interviene si el vehículo alcanza límites físicos importantes.

El sistema antibloqueo de frenos del Cayenne cambia su respuesta en superficies irregulares. Lo mismo que tomar con sumo cuidado una pendiente muy pronunciada. En subidas pronunciadas, el vehículo queda quieto al soltar el acelerador, y en bajada la velocidad se mantiene reducida.
Otras elementos de equipamiento del Cayenne son seis airbags (dos frontales, de laterales y dos cortina), luces de bi-xenón dinámicas para las curvas, sensores de vuelco para disparar cortinas y tensionar cinturones y el opcional de ruedas de 21 pulgadas con diez rayos. También trae navegador satelital y cámara trasera para estacionamiento. La caja de cambios semiáutomática Tiptronic se maneja mediante levas en el volante, que se accionan con los pulgares.