El Golf GTE tiene un motor de gasolina de 150 CV y uno eléctrico de 102 CV. Ambos están conectados entre sí por un embrague bañado en aceite. De esta forma, el Golf GTE puede funcionar en modo eléctrico (embrague abierto y, por tanto, el motor de gasolina desacoplado), en modo híbrido (embrague cerrado, ambos motores aportan trabajo) o sólo con el motor de gasolina (embrague cerrado y el motor eléctrico ofreciendo la mínima resistencia).
El eléctrico gira siempre solidario con el eje primario de la caja de cambios y va alojado dentro de ésta. Esta caja de cambios, de doble embrague (Volkswagen la llama DSG), no es idéntica a las DSG de seis marchas que tienen otros coches del grupo Volkswagen con motor de combustión. El motivo es que está desarrollada para alojar el motor eléctrico y el embrague que hay entre los dos motores.
El motor de gasolina es de 1,4 litros, de inyección directa, con sobrealimentación y 150 CV. Pertenece a la familia de motores de la serie EA211, si bien no está ubicado en la misma posición que en otros Golf. Para que cupiese el motor eléctrico y el embrague de unión entre los motores en la propia caja de cambios (imagen), el motor de combustión va desplazado 57,5 mm hacia la izquierda (visto desde el frente). Por lo tanto, no va colocado exactamente igual que en un Audi A3 e-tron, donde va desplazado 60 mm.
Volkswagen ha modificado este motor para permitir que alcance antes su temperatura de servicio (por ejemplo, el colector de escape va integrado en la culata) y tiene otros cambios para proteger algunas piezas cuando tiene que arrancar en frío y funcionar repentinamente a alto régimen o carga (algo que puede ocurrir, por ejemplo, cuando el Golf GTE pasa de funcionar de modo eléctrico a híbrido). Así, lleva recubrimientos de polímero en los puntos de unión entre las bielas y el cigüeñal y los anillos de fricción de los pistones. Para poder tener calefacción cuando funciona en modo eléctrico hay un calefactor eléctrico adicional al circuito de calefacción normal. Del mismo modo, para tener cargado el sistema de frenos cuando se circula en modo eléctrico, hay un servofreno mecánico.
La batería de alta tensión del Volkswagen GTE (imagen) es de iones de litio que tiene una capacidad bruta de 8,8 kWh, de la cual se utiliza el 80 % para alimentar al motor eléctrico. Está refrigerada por líquido para compensar los incrementos de temperatura que provocan los procesos de carga y descarga. Su peso aproximado es 120 kg. Un Toyota Prius Plug-in tiene una autonomía en modo eléctrico de 25 kilómetros y su batería tiene una capacidad total de 5,2 kWh (útil de 4,4 kWh) y pesa 80 kg. La batería del Volkswagen GTE va ubicada en el piso del coche y por delante del eje posterior. Tiene una garantía de ocho años o 160 000 kilómetros.
La toma de corriente de la batería se encuentra tras el emblema de la marca ubicado en el centro de la parrilla. La carga se puede programar bien desde la propia pantalla del coche o desde un teléfono inteligente previa descarga de una aplicación (Net Car).
El Volkswagen GTE pesa 1599 kg, que son 210 kg más que un Volkswagen Golf GTI con carrocería de cinco puertas y cambio de marchas automático DSG. El componente más pesado del sistema eléctrico del GTE es la batería; 120 kg. El motor 1,4 TSI pesa 102,8 kg, el eléctrico 34 kg, el cambio DSG 98,5 kg y la electrónica de potencia 12 kg.
Según el ciclo NEDC de homologación, el consumo medio es 1,5 l/100 km de gasolina y 11,4 kWh de energía eléctrica. Esta forma de medir el consumo se realiza de forma distinta que en los vehículos que sólo tienen motor de combustión, por lo que no se trata de datos comparables. En el caso del Volkswagen Golf GTE, el consumo medio se calcula tomado una tercera parte del consumo homologado del motor de combustión (4,5 l/100 km) y dos terceras del consumo homologado de energía eléctrica, que son 17,0 kWh. La autonomía total que estima Volkswagen es 939 kilómetros. El depósito de carburante es 40 litros, menor que el cualquier otro Golf.