El nuevo Cadillac CTS se va a vender en Europa con dos motores V6 similares a los que ya se utilizan en el Opel Omega. Al ser un modelo de tracción trasera, la disposición del propulsor es longitudinal. Dichos motores con la V a 54° tienen 2,6 y 3,2 litros de cilindrada, culata de aluminio con cuatro válvulas porcilindro, doble árbol de levas en cabeza, bloque de hierro fundido y desarrollan 185 y 218 CV respectivamente a 6.000 rpm. Su valor de par es de 241 y 295 Nm a 3.400 rpm en ambos motores.
El modelo más potente se podrá adquirir con caja de cambios manual o automática, ambas de cinco marchas. La manual está fabricada por Getrag y se ha modificado ligeramente en el Cadillac CTS para aumentar su resistencia y reducir la sonoridad. El cambio automático Hydra-Matic con convertidor de par tiene gestión electrónica y tres programas de uso seleccionables por el conductor: Deportivo, Económico e Invierno. Como ocurre en los cambios automáticos de última generación, el del CTS se autoadapta al estilo de conducción realizado en cada momento, según el programa seleccionado. En uso deportivo reduce de marcha automáticamente al realizar una frenada apurada y también es capaz de mantener una marcha determinada durante unos instantes sin cambiar a una superior cuando sus sensores determinan que realizamos una conducción deportiva. El cambio Hydra-Matic del Cadillac CTS tiene además un sistema que reduce automáticamente a una marcha más baja cuando los sensores detectan un sobrecalentamiento de los frenos al bajar por una pendiente pronunciada.
Suspensiones, frenos y dirección se han afinado para ofrecer una buena respuesta incluso en conducción exigente. Para conseguirlo se ha recurrido al mítico trazado alemán de Nürburgring para poner a punto el chasis, el mismo circuito que utilizan marcas como BMW y Mercedes para desarrollar sus nuevos modelos.
Aunque pudiera parecer que el CTS está realizado sobre la base del Opel Omega, lo cierto es que tiene una batalla más larga (2.880 mm) y vías diferentes. La suspensión delantera es de paralelogramo deformablecon doble triángulo y un tirante superior. Se ha recurrido a casquillos hidráulicos para mejorar el confort y aislar las vibraciones. En el eje trasero también se ha adoptado un paralelogramo deformable, pero con cinco brazos. Tanto delante como detrás se han realizado numerosas piezas de aluminio que permiten reducir el peso total del vehículo y las masas no suspendidas, aspectos que inciden muy directamente sobre el trabajo de la amortiguación, la estabilidad y la precisión del guiado del vehículo.
Los frenos tienen discos ventilados en las cuatro ruedas (303 mm de diámetro delante y 298 mm detrás) y el ABS de serie tiene un software específico para optimizar la frenada en curva y en recta. Los modelos más equipados podrán llevar un control de tracción y estabilidad (denominado StabiliTrak) que se puede desconectar desde el interior. Se venderá con llantas de aleación de 16 pulgadas de diámetro y neumáticos 225/55 HR 16, aunque también habrá en opción llantas de 17 pulgadas con neumático 225/50 VR 17.
De momento sólo se conocen algunos datos de consumo y prestaciones del CTS con 218 CV y cambio manual: 12,8 l/100 km en ciclo urbano, 8,8 l/100 km en carretera y menos de 7 segundos para acelerar de 0 a 100 km/h, dato que parece optimista teniendo en cuenta que un BMW 530i con más potencia (231 CV) y algo menos de peso declara 7,1 segundos para la misma aceleración.