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El motor (denominado 4B11) de 2,0 l de cilindrada turboalimentado da 295 CV a 6.500 rpm y 366 Nm de par máximo a 3.500 rpm. Es un motor cuadrado y tiene el sistema «MIVEC» (Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control) que varía la alzada, la apertura y el cierre de las válvulas, tanto de admisión como de escape (en el anterior sólo se controlaba la admisión).
El bloque y la culata es de aluminio, lo que permite reducir el peso del motor 12 kg respecto al del Lancer Evolution IX. También es de este material el colector de admisión. Los pistones los fabrica Mahle.
Las bujías (M12) son de iridio y de larga duración .
La turbina es de doble entrada («Twin Scroll»), una para los cilindros 1-4, y la otra para los 2-3. Los álabes tienen una nueva geometría y su superficie es mayor. La turbina de gases de escape está hecha de una aleación de aluminio y titanio, mientras que la que realiza la compresión de los gases de admisión es de aluminio (imagen). El turbo está colocado en la parte posterior del motor; antes estaba por delante de él, y va refrigerado por agua. El diámetro del tubo de escape es 65 mm, 5 más que antes.
El centro de gravedad del motor queda 10 mm más bajo que en el Evolutión IX.
Cajas de cambio
 El Lancer Evolution estrena la nueva caja de cambios automática que Mitsubishi llama «Twin Clutch SST» y que va asociada exclusivamente a la versión más costosa («MR»).
Esta caja es como es como si hubiese dos en una, cada una con sus relaciones y su embrague. La ventaja que aporta es que puede tener seleccionadas dos marchas simultáneamente, seleccionando una u otra al embragar y desembragar cada uno de los dos embragues.
Audi («S Tronic»), SEAT, ¦koda y Volkswagen («DSG») utilizan una caja de cambios similar en sus modelos con resultados muy satisfactorios. La de Mitsubishi ha sido desarrollada por Getrag, la de Volkswagen por Borg Warner.
La de Mitsubishi tiene tres modos de funcionamiento: «Normal», «Sport» y «S-Sport». En el primero los cambios se producen a bajas revoluciones, primando la suavidad y un consumo bajo. Los otros dos programas retrasan el momento en el que se selecciona una marcha superior y hacen los cambios con mayor rapidez.
Los embragues están bañados en aceite. Uno sirve para engranar las relaciones de 1ª, 3ª, 5ª y marcha atrás, y el otro embrague para 2ª, 4ª y 6ª.
La versión más asequible «GSR» tiene una caja de cambios manual de cinco relaciones. Con ella, el Lancer Evolution acelera más y tiene un consumo menor (tabla comparativa).
Que tenga cinco velocidades en vez de seis no es un inconveniente en un motor con la fuerza del que tiene el Evolution (lo sería más en un coche con un par motor pequeño).
Para ahorrar espacio, esta caja no tiene un tren de engranjes propios para la marcha atrás sino que se utilizan los de la 1ª y 3ª velocidad y un tercer engranaje para invertir el sentido de giro.
Tracción total «S-AWC»
El sistema de tracción total (denominado «S-AWC») es muy parecido al del Evolution IX (que era una variante del que estrenó el VII). Hay tres programas de funcionamiento, que se seleccionan con un mando en el salpicadero: «Tarmac», «Gravel» y «Snow» Asfalto, tierra y nieve). En el primero se prima la agilidad; en el último la estabilidad.
El dispositivo consta de un diferencial central («ACD», Active Center Differential; imagen) y de un diferencial trasero («AYC», Active Yaw Control o control activo de guiñada; imagen) capaces de variar el reparto de par entre sus ejes de salida. Es decir, el «ACD» varía la fuerza que pueden hacer las ruedas delanteras y traseras; y el «AYC» modifica la que hacen las dos ruedas traseras. De este modo se consigue actuar sobre la trayectoria del coche.
 El diferencial central hace ese reparto mediante un embrague multidisco que es capaz de mandar hasta un 70 % de la fuerza al eje delantero o al trasero. Está colocado tras la caja de cambios.
El trasero emplea dos embragues que, como el multidisco del diferencial central, están controlados por un equipo hidraúlico. Como novedad en la gama del Lancer Evolution 2008, este diferencial trasero tiene un sistema de frenado que actúa independientemente sobre cada una de las ruedas para mejorar la estabilidad (no es un sistema para detener el coche).
Respecto al Evolution IX, el nuevo tiene más sensores para monitorizar el ángulo de guiñada y la presión de frenado, así como de información del par motor y de la velocidad de giro del motor.
Bastidor
El Evolution de 2008 utiliza la misma plataforma que el Outlander. El nuevo bastidor es más ancho y largo que el del anterior Evolution; además, la rigidez torsional ha aumentado un 39 % y la de flexión un 69 %.. Para mejorar la distribución de pesos, el motor está colocado más bajo y la batería ha sido ubicada en el maletero (por detrás de los asientos).
Mitsubishi ha utilizado aluminio en el panel del techo, en el capó, en las aletas delanteras y en las estructuras de los paragolpes y el alerón trasero con la intención de bajar el centro de gravedad.
La suspensión es independiente, de tipo McPherson delante y un multibrazo detrás.
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