La gama de motores de combustión interna del Volvo S90 2016, denominada «Drive-E», está compuesta por uno de gasolina y otro Diesel, ambos de cuatro cilindros y 2,0 litros de cilindrada, con diferentes niveles de potencia. Los de gasolina son T5 y T6, de 254 y 320 caballos respectivamente. Los Diesel son D3, D4 y D5, de 150, 190 y 235 CV respectivamente. Existe una versión híbrida enchufable denominada T8 con el mismo motor del T6 más dos eléctricos de 46 y 88 CV, cuya potencia conjunta es 407 CV.

Ambos motores parten de un mismo bloque motor de fundición de aluminio con idéntica arquitectura y son fabricados, por tanto, en la misma línea de producción. Según Volvo, respecto a sus motores de anterior generación y potencia equivalente, reducen el consumo de combustible en hasta un 35 por ciento y el peso en hasta 45 kg. Todos tienen árbol de equilibrado.

Los motores de gasolina (versiones T5 y T6), son de inyección directa, con un diseño de inyector y bujía centrados en la parte superior de la cámara de combustión que, según Volvo, proporciona una mezcla de aire y carburante más homogénea que la inyección indirecta y que la inyección directa con inyectores colocados lateralmente. También dice que esta forma de inyectar el chorro de gasolina beneficia la refrigeración del cilindro y de la cabeza del pistón, y que el par motor es mayor a bajo régimen porque mejora la turbulencia durante la carrera de admisión y la de compresión, disminuyen las pérdidas por bombeo, se genera un mayor grado de recirculación de gases mediante la válvula EGR y aumenta la resistencia a detonación. A todo esto también favorece el diseño de las cámaras de combustión, de los conductos de refrigeración de la culata y de los colectores de admisión. 

Aunque ambos motores están sobrealimentados, Volvo solo ha dado información detallada por el momento de la versión T6, que tiene doble sobrealimentación, mediante un compresor y un turbocompresor. Ambos dispositivos generan presión en consonancia hasta las 3500 rpm y, a partir de ese régimen, solo el turbocompresor sigue activo. Las relaciones de compresión son 10,8 a 1 para el motor del T5 y 10,3 a 1 para el T6. Estas relaciones son altas para tratarse de motores sobrealimentados y más comunes de motores atmosféricos.

El bloque está fabricado en fundición de aluminio a alta presión, con camisas de fundición de hierro nodular. El cigüeñal es de acero forjado. Las cabezas de los cilindros tienen un mecanizado especial para soportar diferentes relaciones de compresión. Para disminuir las cargas tangenciales los segmentos superiores están tratados de la misma forma que los bulones de los pistones. Estos están revestidos de una capa de partículas de carbono de alta dureza a través de la técnica de chorro de plasma (gas ionizado a muy alta temperatura).

El bloque y el cigüeñal de ambos motores Diesel está fabricado de manera similar a la de los motores de gasolina. Los pistones tienen un tratamiento de recubrimiento de carbono de alta resistencia y los asientos de los segmentos están refrigerados. Las válvulas están diseñadas para soportar hasta 190 bar de presión durante la combustión. Están fabricadas en una aleación con denominación A319 T7, ampliamente empleada en industria automotriz, cuyo tratamiento térmico con templado al aire genera una microestructura dendrítica que favorece la resistencia a alta temperatura y presión de la pieza.

La bomba de aceite funciona de manera similar a la citada en los motores de gasolina, pero la bomba de agua difiere porque es de tipo mecánico debido a las necesidades específicas de refrigeración de los motores Diesel, que generan más calor durante el funcionamiento a alta carga, y menos calor que los de gasolina durante el funcionamiento a cargas parciales y durante el calentamiento. El control del flujo se hace mediante válvulas neumáticas. Para la calefacción se emplea una bomba eléctrica aparte.

Por el momento, solo las versiones más potentes del Volvo S90 están disponibles con tracción integral. En circulación normal la mayor parte del tiempo la tracción será al eje delantero, y puede pasar hasta un 50% de la potencia a las ruedas traseras mediante un diferencial trasero de tipo Haldex, de quinta generación, del fabricante BorgWarner. En punto muerto, la tracción se configura con un reparto 50/50 para favorecer la adherencia en caso de requerir una aceleración intensa desde parado.

Los Volvo S90 D3 y D4 pueden tener una transmisión manual de seis relaciones o una automática de ocho, que es la única disponible para el resto de la gama. La primera es de nuevo desarrollo, pesa aproximadamente 54 kg y soporta hasta 450 Nm de par de torsión. Según Volvo, más adelante la caja manual estará disponible para versiones de tracción delantera y de tracción total. La transmisión automática es de tipo convertidor de par, con un volante de inercia diferente para cada tipo de motor. La función de bloqueo se activa desde bajas revoluciones por lo que, atendiendo a lo que dice Volvo, se facilita la circulación a bajo régimen y se reduce el resbalamiento para disminuir el consumo de carburante. Está preparada para la función stop&start.

El sistema de impulsión híbrido enchufable de la versión T8, está compuesto por el motor de gasolina más potente (el mismo del T6), y dos motores eléctricos síncronos. Entre todos generan una potencia conjunta de 407 CV. La transmisión es automática de ocho relaciones.

El motor eléctrico más potente genera 88 CV, 240 Nm y pesa 34 kg. Propulsa al vehículo cuando éste circula en modo eléctrico y, cuando lo hace en modo híbrido, añade potencia durante las aceleraciones. Va situado en el eje trasero, sobre el que actúa. Con este motor se dispone del sistema de tracción integral. Durante las frenadas recupera energía.

El de menor potencia es de 46 CV, da 150 Nm de par en aceleración y entre 180 y 240 Nm durante el arranque, pesa 18 kg y, al igual que el anterior, está refrigerado por agua. Su función es la de cargar la batería, actuar de puesta en marcha del motor de combustión y aportar potencia durante las aceleraciones.

La batería es de iones de litio, tiene 96 celdas, genera una tensión de entre 270 y 400 V y su capacidad útil es de 6,7 kWh (nominal de 9,2 kWh). Pesa 113 kg sin contar con el líquido refrigerante y está alojada en el túnel central. Recibe carga del motor eléctrico pequeño, del sistema de frenada regenerativa y/o de la recarga mediante enchufe a la red eléctrica. Esta electricidad se emplea para mover el coche y para el compresor de aire acondicionado, que también es eléctrico.

El Volvo S90 T8 tiene tres modos de funcionamiento: «PURE», cien por cien eléctrico; «HYBRID», donde funcionan simultáneamente los motores eléctricos y el de combustión según las necesidades; «POWER», donde toda la potencia disponible se emplea en la impulsión para generar el máximo rendimiento.

Casi toda la estructura del S90 es de acero (de distintos grados de resistencia) y el aluminio queda reservado a piezas muy concretas (la traviesa frontal que queda tras el paragolpes delantero, el refuerzo entre las torretas de la suspensión delanteras y ellas mismas). 

La suspensión también es similar: delante es un paralelogramo deformable y detrás Volvo usa como elemento elástico una ballesta transversal construida de material compuesto ligero por Benteler-SGL. Esta solución es más ligera y, al prescindir de los muelles helicoidales, hay más espacio para el maletero. Opcionalmente, el sistema de ballesta puede ser reemplazado por unos muelles neumáticos.

El coeficiente aerodinámico es, en el mejor de los casos, 0,28; es un valor peor que el de la mayoría de sus alternativas (el del BMW Serie 5 es 0,25 y el del Audi A6, el Jaguar XF y el Mercedes-Benz Clase E es 0,26). Necesitaríamos saber la superficie frontal para saber si el producto de los dos factores (que es el que da la resistencia aerodinámica) es mejor o peor.