Автомобиль построен на модульной платформе MLP (единой с моделями А5 и А4) с продольным расположением силового агрегата и  постоянным полным приводом quattro. В основе привода quattro лежит межосевой дифференциал Torsen, который у Audi Q5 несимметричный. При одинаковом сцеплении всех колес с покрытием дифференциал распределяет крутящий момент между передней и задней осями в пропорции 40:60, придавая машине характер классического автомобиля с заднеприводными повадками.
Передовой край немецкой технологии, выраженный в самой современной конструкции мотора и коробки Audi Q5, может стать проблемой для пользователей вторичного рынка....
Линейка моторов изначально включала два дизеля. Рядную «четверку» объемом 2.0 литра (170 л. с., 350 Нм) и более внушительный V6 объемом 3.0 литра (240 л. с., 500 Нм). Бензиновый турбомотор с непосредственным впрыском имел объем 2.0 литра и мощность 211 л. с. с крутящим моментом 350 Нм.
Одна из заметных фишек Q5 – семиступенчатая роботизированная коробка передач S Tronic. По сути это перекомпонованная для продольного расположения мотора трансмиссия DSG с преселективным включением передач и двумя мокрыми сцеплениями. Коробка рассчитана на поток мощности вплоть до 550 Нм и спроектирована исключительно для полноприводных автомобилей. По этой причине в нее встроен межосевой дифференциал Torsen, а также вал привода переднего редуктора без карданных сочленений. Вал расположен под углом 7.2 градуса к продольной оси внутри корпуса коробки и приводится коническими шестернями. Другой интересный технический момент: картер коробки разделен на две части, каждая со своим видом смазки. Семь литров масла ATF омывают мокрые сцепления и блок мехатроники, 4.5  обычного гипоидного — остальные шестеренки и муфты.
Наряду с коробками S Tronic автомобиль комплектуется шестиступенчатой «механикой».

Подвеска Q5 не претерпела существенных изменений в сравнении с легковыми моделями А4 и А5. Несколько усилены отдельные части подрамников, рычаги, изменены настройки амортизаторов и пружин, слегка видоизменена геометрия рулевой трапеции. Передняя и задняя подвески многорычажные, большая часть их элементов выполнена из легких сплавов.

В 2009 году перечень исполнений дополнился двумя новыми моторами – дизельным 2.0 TDI (143 л. с.) и бензиновым 2.0 TFSI (180 л. с.). Последний имеет и версию в 225 л. с., и именно бензиновый мотор 2.0 TFSI стал наиболее популярным у российских покупателей. Немного позже автомобиль претерпел рестайлинг, и вместо семиступенчатого «робота» в пару к двухлитровому турбомотору появился обычный восьмидиапазонный «автомат». И это не случайно – каждый из компонентов силового агрегата, и турбомотор, и S Tronic, заслужил немало справедливых нареканий. 
Повышенный расход масла двухлитрового мотора TFSI – притча во языцех поклонников бренда, и Q5 в частности. Поскольку автомобиль изначально позиционировался как динамичный и даже спортивный, езда с частыми «взбадриваниями» мотора до красной черты тахометра – обычное дело. Так же как и обычным для некоторых стал расход масла в 1 литр на 1000 км (при официально допустимом 500 граммов на тысячу), а то и больше. Электроника Q5 обучена определять уровень и отображать его в специальном подразделе меню, но, как оказалось, это происходит не всегда. Поскольку длительная езда с высокими оборотами мотора чревата серьезным угаром масла, риск получить заклинивший мотор при отсутствии какой-либо аварийной индикации многократно возрастает.
Инженеры концерна предприняли ряд технических мер против высокого расхода масла. И с 11-й недели 2011 года проблема, по мнению техников Audi, должна была уйти. Но для автомобилей 2009–2010 годов состояние мотора и особенно большое количество убывшего масла от смены до смены должно насторожить потенциального владельца, равно как и приучить его к нормальной процедуре проверки: не на работающем моторе, а как обычно – через три минуты после остановки и «отстоя». 

Сервисмены предлагают для начала заменить маслоотделитель, сальник коленвала и переписать программное обеспечение (все вместе – около 9000 руб.), однако единственным радикальным средством против большого расхода масла является замена поршневой группы. Процедура непростая и недешевая (минимум 50 000 руб.). Но если быть до конца честным, на большинстве «ранних» Q5 замена поршневой уже была произведена в гарантийный период или позже по программе послегарантийной поддержки клиентов Kulanz. В дополнение к износу поршневой нередок дефект корпуса привода заслонок впускного коллектора. Его замена по программе Kulanz – еще около 4000 руб.

Другая «вещь в себе» – семиступенчатый S Tronic. Отлично задуманная и технологично реализованная коробка передач доставляла удовольствие при пользовании, но в обычной пробке вдруг начинала дергаться, самопроизвольно переключаться и... аварийный режим коробки, горящая желтая «шестеренка» на приборной панели. Ситуация с ремонтом похожа на двигатель 2.0 TFSI – первоначальная замена мехатронного блока (около 20 000 руб.), возможная замена сцеплений (еще 15 000 руб.), и если долговременного результата не выходит, последующий вердикт о ремонте коробки (около 60 000 руб.). Но и тут «проблемы роста» новых агрегатов концерна, скорее всего, уже решены первым владельцем. Тем не менее, приобретая подержанный кроссовер Audi Q5, особое внимание обратите на состояние мотора с коробкой и на его сервисно-дилерскую историю.

Инженеры концерна предприняли ряд технических мер против высокого расхода масла. И с 11-й недели 2011 года проблема, по мнению техников Audi, должна была уйти. Но для автомобилей 2009–2010 годов состояние мотора и особенно большое количество убывшего масла от смены до смены должно насторожить потенциального владельца, равно как и приучить его к нормальной процедуре проверки: не на работающем моторе, а как обычно – через три минуты после остановки и «отстоя». 

Сервисмены предлагают для начала заменить маслоотделитель, сальник коленвала и переписать программное обеспечение (все вместе – около 9000 руб.), однако единственным радикальным средством против большого расхода масла является замена поршневой группы. Процедура непростая и недешевая (минимум 50 000 руб.). Но если быть до конца честным, на большинстве «ранних» Q5 замена поршневой уже была произведена в гарантийный период или позже по программе послегарантийной поддержки клиентов Kulanz. В дополнение к износу поршневой нередок дефект корпуса привода заслонок впускного коллектора. Его замена по программе Kulanz – еще около 4000 руб.

Прочие узлы и агрегаты Audi Q5 вполне надежны и долговечны. Элементы подвески, если не злоупотреблять скоростной ездой по колдобинам, требуют ревизии не чаще чем раз в 20 000 км, электронные системы не склонны к масштабным сбоям и ошибкам.