El motor de gasolina más potente (desde septiembre de 2007) tiene 6,0 l de cilindrada, 450 CV de potencia y doce cilindros dispuestos en una configuración particular que Volkswagen denomina «W». Estructuralmente es semejante al que usa el Audi A8 6.0 quattro tiptronic 6 vel (donde también da 450 CV) o el Volkswagen Phaeton 6.0 420 CV 4Motion (donde da 420 CV). Lo diferente en el Touareg W12 es el dato de par máximo, que es 600 Nm, mayor que en los dos ejemplos citados (más información sobre este motor).

El motor de gasolina de 280 CV (3.6 V6 FSI) es un seis cilindros en «V» estrecha de 3.580 cm³ de cilindrada e inyección directa; sustituyó al 3.2 V6 de 241 CV. Este motor se empezó a usar en el Volkswagen Passat destinado a algunos mercados americanos, con algunas variaciones, y también lo lleva el Audi Q7. Tiene un sistema de inyección directa y mezcla pobre que distribuye en el interior del cilindro de forma estratificada. Da la potencia máxima a 6.200 rpm y el par máximo, 360 Nm, lo mantiene constante entre 2.500 y 5.000 rpm. El bloque está fabricado en hierro y la «V» forma un ángulo de 10,6º. El motor del Volkswagen Golf R32 es un 3.2 l con la «V» a 15º y tiene inyección indirecta.

Con él, el Touareg 3.6 V6 FSI alcanza 215 km/h (218 km/h si equipa la suspensión neumática) y acelera de 0 a 100 km/h en 8,6 s. El consumo medio es 13,3 l/100 km. Es un motor con una relación normal entre consumo y prestaciones; un Mercedes-Benz ML 350 o un Volvo XC90 V8 son más rápidos y gastan algo menos (tabla comparativa).

Para el Diesel de mayor potencia Volkswagen ha recurrido a una estructura V10. Da 313 CV a 3.750 rpm y un par máximo de 750 Nm a 2.000 rpm. El Touareg V10 TDI alcanza 231 km/h, acelera de 0 a 100 km/h en 7,4 s y tiene un consumo medio de 12,6 l/100 km (más información sobre este motor).

La versión 3.0 V6 TDI tiene, básicamente, el mismo motor que el que lleva el Audi A6 3.0 TDI, salvo que Volkswagen ha aumentado el par máximo hasta 500 Nm (450 en el Audi). En ambos modelos el sistema de alimentación es por conducto común, con inyectores piezoeléctricos.

El sistema de tracción es total permanente (Volkswagen lo denomina 4Motion). Tiene reductora (2,66 a 1) y un diferencial central con un embrague multidisco. Este embrague limita gradualmente el giro libre en el diferencial, hasta el punto de que puede llegar a bloquearlo. También es posible bloquearlo manualmente. Opcionalmente, el diferencial trasero también puede llevar bloqueo manual.

La función que harían un diferencial autoblocante delantero y trasero se lleva a cabo con el control de tracción, a través de los frenos. Cuando una rueda o varias se quedan en el aire o pierden tracción, el sistema de frenos se encarga de frenarlas selectivamente.

La suspensión es independiente en las cuatro ruedas, mediante paralelogramos deformables que tienen triángulos superpuestos (los superiores son de aluminio y los inferiores de acero). Las dos versiones menos potentes tienen de serie muelles helicoidales y opcionalmente muelles neumáticos, las dos más potentes tienen de serie los neumáticos. Las versiones con suspensión neumática llevan amortiguación de dureza variable.

La suspensión neumática puede variar la altura en distintas condiciones, o mantenerlo constante sea cual sea la carga que soporta. Mediante un mando situado en la consola, el conductor puede seleccionar tres programas de funcionamiento de la amortiguación: «confort», «sport» y «automático» (más información en impresiones de conducción).

La dirección es de cremallera con asistencia y 2,9 vueltas de volante entre topes. El diámetro de giro es 11,6 m. En la pantalla en color del salpicadero tiene un indicador de giro de la dirección.

El Touareg lleva distintas medidas de neumático en función de la versión. Los más pequeños son los del Touareg R5 con el equipamiento Country (235/65 R17), el resto lleva 255/55 R18. Además, en la lista de opciones los hay de hasta 275/40 R20

Los frenos son de disco ventilados de 330 mm de diámetro en las cuatro ruedas, excepto en el R5 que son más pequeños (308 y 314 mm) y en el V10 TDI que son más grandes los delanteros (350 mm). Las de freno son fijas monobloque con seis pistones delante y cuatro pistones detrás (las pinzas delanteras del V10 TDI son también más grandes).