La gama de motores del Audi Q8 queda representada por dos opciones diésel y una de gasolina. Todos cuentan con la tecnología Mild-Hybrid, que consiste en un sistema de 48 voltios que alimenta un motor eléctrico de 16 caballos que actúa como motor de arranque y generador. No es un SUV híbrido, ya que el motor eléctrico no impulsa el vehículo, pero sí apoya al térmico en determinadas ocasiones, optimizando los consumos y, además, le permite lucir la etiqueta ECO de la DGT.
Todos los motores se combinan con un cambio automático Tiptronic de convertidor de par y ocho relaciones que traspasa la potencia a las cuatro ruedas, mediante la tracción Quattro.
El único motor de gasolina disponible es un V6 de 3.0 litros, que corresponde con la versión 55 TFSI. Entrega 340 caballos y 500 Nm de par, entre las 1,370 y 4.500 vueltas. Declara 8,9 litros de consumo mixto y unas emisiones de CO2 de 202 gr/km.
Los dos motores son V6 de 3.0 litros y cuentan con inyección directa y turbo de geometría variable. El primer es el 45 TDI, que entrega 231 caballos y 500 Nm de par motor. Consuma una media de 6,4 litros y emite 169 gr/km de CO2. El segundo es el 50 TDI, con 286 caballos y 600 Nm de par. Consume una media de 6,6 litros y unas emisiones de 172 gr/km de CO2.