El Cayenne tiene un sistema de tracción total permanente que Porsche denomina PTM (Porsche Traction Management). A diferencia de los sistemas de tracción total conectables (manual o automáticamente), las cuatro ruedas están permanentemente engranadas entre sí. Dicho sistema lleva un diferencial central bloqueable electrónicamente que hace un reparto continuo de la fuerza del motor, de modo que el 38 por ciento de la fuerza con la que el coche avanza la hacen las ruedas delanteras y el 62 por ciento las traseras, si todas ellas tienen agarre suficiente.

Si hay un deslizamiento excesivo de una rueda cualquiera, o de dos ruedas de un mismo eje, entra en funcionamiento un sistema electrónico de control. Este sistema acciona un embrague multidisco interconectado entre los semiejes delantero y trasero, de manera que puede limitar parcialmente el efecto del diferencial central o, incluso, hacer que los semiejes delantero y trasero sean solidarios (anula el diferencial central). Es decir, en la práctica, ese sistema de diferencial central y embrague multidisco actúa como un diferencial con relación de par variable.

Si las dos ruedas de un mismo eje no tienen agarre (por ejemplo, las delanteras al encarar una rampa fuerte y resbaladiza), el cien por cien de la fuerza de impulsión la harían las ruedas traseras. Es decir, en ese caso, las delanteras no pueden hacer fuerza porque no tienen rozamiento; no es que el diferencial «dé» (y mucho menos «reparta») el cien por cien del par motor a un solo eje.

El Cayenne tiene un sistema de control de la tracción que actúa sobre los frenos como forma de aumentar la tracción en cada eje; Porsche llama a este sistema ABD (Automatic Brake Differential). Como otros dispositivos de este tipo (que también los llevan el BMW X5, el Range Rover o el VW Touareg), lo que hace es frenar la rueda que tiene poco agarre y desliza excesivamente. Al frenarla, aumenta el par que necesita esa rueda para girar y, por tanto, el par que hace la rueda del mismo eje que tiene más agarre (y puede impulsar al coche).

Un sistema así es eficaz en situaciones como un cruce de ejes. Si una rueda delantera y una trasera no tienen buen agarre, podrían girar sincrónicamente sin impulsar al coche; el bloqueo del diferencial central por sí solo sería inútil. Este sistema es compatible con un bloqueo manual en el diferencial trasero que Porsche ofrece opcionalmente.

El PTM varia también la respuesta del coche ante distintas solicitaciones. La gestión electrónica recibe información de la velocidad del coche, su aceleración lateral, el ángulo de giro y la posición del acelerador. Con esos datos, adecua el grado de resbalamiento del diferencial central para que el coche siga la trayectoria prevista.

Si llega a entrar en funcionamiento el control de estabilidad (denominado en Porsche PSM - Porsche Stability Management), el control de la transmisión libera todos los diferenciales para que el frenado selectivo de las ruedas sea lo más eficaz posible.

Para afrontar trialeras o pendientes muy fuertes, el sistema de transmisión tiene una reductora que reduce mucho los desarrollos de transmisión: 2,7 a 1. Esto es una reducción mayor de lo normal, que suele estar en torno a 2 a 1.

Tanto el Cayenne S como el Turbo llevan una caja de cambios automática Tiptronic S con seis velocidades y mandos secuenciales. Dicha caja con convertidor de par está desarrollada por ZF y es similar a la utilizada en el Volkswagen Touareg V10 TDI. En la modalidad secuencial se puede cambiar de marcha mediante unos mandos situados en el volante o tirando hacia delante o hacia atrás de la palanca de cambios.

A partir de agosto de 2003, el Cayenne S llevará de serie un cambio manual de seis velocidades, y el cambio automático Tiptronic S pasará a ser opcional.