Cayenne Turbo GT 搭載的 V8 雙渦輪引擎，為保時捷性能最強的八缸引擎，相較於Cayenne Turbo，增加了 67 kW (90 PS) 的動力輸出，將動力提升了大約 16%。引擎中最大的變動為曲軸傳動系統、渦輪增壓器、燃油直噴系統、進氣管道、中冷系統。
Turbo GT 車型之八缸引擎的曲軸、連桿、活塞、正時鍊條驅動、扭轉振動減振器等零件，皆已進行本質上的改進。由於增加了動力輸出，因此這些零件都必須能承受更高的負載與性能。為了能在賽道上發揮優異的性能，我們甚至採用了新材料提高引擎的強度。全新噴油嘴的流速比先前提升了大約 10%，最大壓力仍維持 250 bar。
引擎的空氣系統設計具有更大的空氣流通量。加大的空氣／水中冷系統可以提高流量，同時加大了渦輪增壓器的壓縮機葉輪，使增壓值提高至 1.6 bar，並提升了油耗表現與動力輸出。渦輪增壓器在引擎高速運轉時的預負載已提升，改善了靈敏度與性能，所以在部分負載與超載運作的情況下，渦輪增壓器與節流閥之間會累積壓力，然後在駕駛踩下油門時釋放，並立刻轉換成扭力輸出。為了防止發生爆震現象，引擎壓縮比從 10.1:1 降低至 9.7:1。新增的三個散熱器確保駕駛可以隨心所欲地使用引擎的所有動力。
客製化設計：鈦合金跑車排氣系統
標配的中置尾管跑車排氣系統為訂製品，從車輛中段開始的排氣管與車尾的消音器皆採用鈦合金製成，鈦合金比引擎段管路使用的不鏽鋼輕，且具有優異的耐腐蝕與耐高溫能力。Cayenne Turbo GT 車型取消了中置式消音器的設計。新的跑車排氣系統之重量，比 Cayenne Turbo 的排氣系統減少了 18 kg，且兩條排氣管路為各自獨立。每一條管路中皆設置了一個可調式葉片，葉片會根據引擎轉速與負載，持續調整為半開或全開狀態，以使氣流通過主消音器，才能造就出如此獨特的聲浪，此靈感是源自於賽道的設計，且能使 Cayenne Turbo GT 營造出非凡的聽覺饗宴。
升級的八速 Tiptronic S 變速箱換檔更快且更動感
八速 Tiptronic S 變速箱與 Cayenne Turbo 的自動變速箱的作動方式明顯不同，在一般模式下，換檔更快，且超載時會發出令人熱血沸騰的劈啪聲。啟用運動模式時，換檔時間更短，並會出現特殊的音效回饋。啟用運動升級模式可以輸出最高性能，此模式提供了最佳化的賽道設定，且是在紐柏林北環賽道上開發。運動升級模式讓駕駛可以在煞車時手動預選檔位，然後在達到特定的引擎轉速時，檔位會自動接合。
四輪傳動系統必須經過特別調整，才能承受增加的動力與賽道駕駛性能，因為雙渦輪 V8 引擎的瞬間動力輸出可能會導致車輪更快打滑，所以將保時捷循跡管理系統(PTM)的反應時間調整至更快，並依據賽道需求，調校動力分配。保時捷循跡管理系統(PTM)是採用可變的主動策略．調整前後軸的動力分配，且系統會持續監控駕駛狀況與四輪傳動的預負載狀況，以隨時預防可能的意外。由於負載值已提高，輪上系統的熱極限範圍也會隨之升高，而 Cayenne Turbo GT 搭載的專屬齒輪箱水冷系統則能防止發生此效應。
