Las versiones híbridas de gasolina (131 y 160 CV) son de tracción delantera y llevan un cambio automático de doble embrague y siete relaciones. Su motor de gasolina tiene cuatro cilindros, 1,5 litros de cilindrada y un turbocompresor, con álabes de posición variable en el de 160 CV. Funciona con ciclo Miller, un ciclo que trata de aprovechar las ventajas de una alta relación de compresión, que es de 12,5 a 1 en el caso de este motor (más información). Este mismo sistema lo emplea Jeep en el Compass e-Hybrid.

Tienen un motor eléctrico integrado en la caja de cambios de 20,4 CV de potencia que funciona a 48 voltios y que da apoyo al motor de combustión en las aceleraciones. Se alimenta de una batería de 0,8 kWh de capacidad y puede mover al coche por sí solo a velocidades no superiores a 30 km/h (vale para moverse por un garaje o un atasco sin gastar gasolina ni hacer ruido).

El motor Diesel tiene cuatro cilindros, 1,6 litros de cilindrada y produce 131 caballos. Esta versión del Tonale también es de tracción delantera y lleva una transmisión automática de doble embrague y seis relaciones.

El Tonale híbrido enchufable es tracción total (o Q4 en la terminología de Alfa Romeo) y tiene un cambio de convertidor de par de seis marchas. El motor de gasolina también es de cuatro cilindros, pero de menor cilindrada (1,3 litros). El motor eléctrico da 136 caballos y se alimenta de una batería de 15,5 kWh de capacidad. Este motor mueve solo las ruedas posteriores, mientras que el de combustión solo las anteriores. De esta manera se consigue tener tracción en las cuatro ruedas sin un eje que recorra longitudinalmente el vehículo. 

Alfa Romeo dice que esta versión del Tonale puede acelerar de 0 a 100 km/h en 6,2 segundos y recorrer unos 60 km en el ciclo combinado WLTP en modo 100 % eléctrico (todavía está pendiente de homologación). La batería se carga con corriente alterna a un máximo de 7,4 kW (hacen falta 2,5 horas para una carga completa). La batería del Tonale PHEV tiene una garantía de ocho años o 150 000 km, lo que primero suceda.

La suspensión es de estructura McPherson en el eje delantero y trasero. El uso de este tipo de suspensión para el eje posterior no es nada novedoso en Alfa Romeo. Lo encontramos en modelos como el 147, el 156 o el 4C. Los amortiguadores pueden ser pasivos con tecnología FSD o de dureza regulable. Los pasivos FSD (siglas de Frequency Selective Damping) tienen un circuito de aceite paralelo al del pistón principal con el que se regula la firmeza de absorción en función de la frecuencia y la amplitud de los baches. Con los de dureza variable, el conductor puede elegir entre dos niveles de firmeza utilizando los modos de conducción a través del mando DNA (con el modo Dynamic se activa la dureza Sport y con los modos Normal y All Weather la dureza Comfort).

La dirección tiene una desmultiplicación de 13,6 a 1. No es tan rápida como la del Alfa Romeo Stelvio (12,0 a 1), pero sigue siendo un valor bajo, inferior al de un Porsche Macan y el mismo, por ejemplo, de un Toyota GR Yaris RZ. Las llantas pueden ser de 17, 18, 19 o 20 pulgadas.