進氣門直徑為32.5毫米，排氣門直徑28.0毫米。填充鈉的排氣門具有很好的冷卻效果。
新奧迪S8的V10發動機采用了燃油直噴（FSI）發動機技術，實現了12.5:1的高壓縮比，相應提高了燃燒效率。
搭載了燃油直噴（FSI）發動機的奧迪R8賽車曾5次代表奧迪參加勒芒24小時拉力賽，并贏得了其中的4次勝利。這些輝煌戰績有力地證明了汽油直噴（FSI）技術的動力潛能。新奧迪S8的汽油直噴系統采用特定的高級博世機電系統MED9.1。
共軌燃油供給系統以高達100巴的壓力將燃料直接而及時精準地噴入燃燒室。在發動機低轉速和低負載的情況下，電控氣流導板可形成空氣渦流運動，可變長度進氣管與之結合，能使內部燃燒過程變得更有效。兩級式的鎂合金可變進氣管配置具有同樣功效。根據載荷和發動機的轉速，在大約4000轉/分鐘時，電控閥門將從675毫米的長徑轉向307毫米的短徑。
四個更接近排氣管安裝的主觸媒轉換器負責控制新奧迪S8 V10發動機的廢氣排放。
為實現大扭矩和高功率，新奧迪S8對動力澎湃的10缸發動機進行了優化。可以在7000轉/分的轉速時達到450匹馬力的功率，在3000轉/分與4000轉/分的轉速之間即可實現540牛•米的最大扭矩。
即使在2300轉/分的轉速下，發動機也能迸發出90%的最大扭矩。V10發動機展示出了靈敏的油門響應和順暢的運轉，在負載運轉時還能發出跑車特有的優雅音浪。與普通的賽車發動機大為不同的是：這款具備運動元素的10缸發動機振動輕微，更為精致。
V10發動機令這款豪華運動轎車具備了高品質跑車的卓越道路性能。新奧迪S8從靜止到100公里/小時的加速時間僅為5.1秒。低至0.29的風阻系數，使其輕而易舉地達到極速250公里/小時（電子限速）。
這款發動機百公里油耗僅為13.9升（臨時數字）——這得益于奧迪一貫堅持的輕量化設計，奧迪A8正是依靠這一理念在競爭對手中獨樹一幟。由于采用了奧迪空間框架結構（ASF）及quattro全時四輪驅動技術，新奧迪S8的重量僅為1940公斤。在新奧迪S8上，平均每馬力只需推動4.31千克重量——這一數值已經達到了跑車的功率重量比。
動力傳動系統
強勁動力更勝一籌
作為奧迪的代表車型，新奧迪S8也采用了奧迪獨有的quattro全時四輪驅動技術，在任何路況條件下都能提供出眾的牽引力。奧迪憑借25年來在這一領域中獲得的專業技術，成功地研發了新一代非對稱/動力扭矩分配的quattro全時四輪驅動技術，進一步體現了奧迪“突破科技，啟迪未來”的品牌理念。
縱向配置在動力傳動系統內的中央差速器，根據工作情況將動力分配給前后車輪。一般情況下40%的動力傳遞給前輪，而60%傳遞給后輪，對后輪的側重更凸顯了新奧迪S8的動力特性。
