El Vision CLS es un prototipo hecho sobra la base de un Clase E actual, con una carrocería de cuatro puertas que tiene una cierta semejanza con un cupé en la silueta y en la altura.

La idea de Mercedes-Benz es que, con un coche así, se atraería a los compradores de un cupé que no pueden prescindir de la utilidad de las puertas traseras y un buen maletero (470 l, en este caso).

El Vision CLS mide 4.910 mm de longitud, 1.851 de anchura y 1.391 de altura. Por tanto, es 92 mm más largo que un Clase E, 29 mm más ancho y 61 mm más bajo. Es una altura inferior a lo normal en una berlina actual, e incluso 7 mm menor que la de un cupé CL.

Tiene casi todos los elementos de equipamiento disponibles en la Clase E, más alguno nuevo. Lleva el sistema de frenos electrohidráulicos SBC con función de parada suave (reduce la presión en el momento en que el coche se va a detener), la suspensión neumática Airmatic DC, el sistema de iluminación en curva, y un control de estabilidad con función de ayuda al arranque en rampa.

Una función nueva es un sistema que, cuando el coche circula de forma que continuamente arranca y de detiene (un atasco), evita tener que pisar el pedal cuando el coche está detenido, porque aplica los frenos al levantar el pie del acelerador.

Mercedes-Benz ha decorado el interior con revestimientos de madera de roble clara, tapicería beis, un cuero de grano grueso y aspecto guateado en algunos paños del cuero.

El motor es un seis cilindros en línea como el que tiene el E 320 CDI, pero con dos turbocompresores en lugar de uno. Así, alcanza 265 CV de potencia máxima y da un par máximo de 560 Nm desde 2.000 rpm. Es posible que Mercedes-Benz utilice en el futuro motores Diesel de doble turbocompresor, pero hacia 2006 reemplazará al seis cilindros en línea por un V6.

Con este motor, el Vision CLS acelera de 0 a 100 km/h en 6,4 y tiene un consumo medio de 7,5 l/100 km; es decir, acelera más y gasta menos que el E 400 CDI. La velocidad máxima está limitada a 250 km/h y cumple la norma de emisiones Euro 4.

En parte, los buenos resultados de consumo se deben a la caja de cambios automática de siete velocidades 7G-Tronic (más información sobre esta caja), que ya está disponible en varios modelos de Mercedes.

Hasta ahora, todos los prototipos llamados «Vision» han dado lugar a un modelo de serie, más o menos semejante. El «Vision A» de 1993 dio lugar al Clase A en 1997, y el Vision SLR de 1999 antecedió al SLR McLaren de 2003. Habrá en 2005 un modelo emparentado con el prototipo Vision GST de 2002. Desde que desapareció el CE tipo W124 en 1996, no hay un cupé en la Clase E.