S級混合動力車的動力傳動系統(tǒng)采用3.5L排量V型6缸發(fā)動機和7速AT（自動變速箱），配套使用馬達(dá)。馬達(dá)具有行駛中輔助發(fā)動機、制動時再生能量，以及無空轉(zhuǎn)后重起發(fā)動機時起動馬達(dá)。該車為弱混合動力車，不能單獨靠馬達(dá)行駛。燃效比原型車“S350”高30％。

發(fā)動機的最大輸出功率為205kW（279PS），最大扭矩為350N·m。其中包含馬達(dá)的最大輸出功率15kW（20PS）及最大扭矩160N·m。

鋰離子充電電池組的電壓為120V。電力供驅(qū)動用馬達(dá)和空調(diào)使用，并經(jīng)由降壓轉(zhuǎn)換器向鉛蓄電池供應(yīng)。電池組由35個電池單元、冷卻用凝膠、電池控制系統(tǒng)、電池單元監(jiān)視系統(tǒng)、高壓連接器等構(gòu)成。電池大小與原來的鉛蓄電池相同，配備于發(fā)動機室內(nèi)。為了防止電池在高溫下老化，利用自主開發(fā)的冷卻機構(gòu)將電池的溫度保持在15～35℃。電池單元由凝膠覆蓋，但并未公布詳細(xì)機制。凝膠除了能夠使電池單元的熱量散發(fā)到外部之外，還可緩和振動及搖晃等沖擊。

與原型車相比，動力傳動系統(tǒng)的重量增加75kg。由于采用的是鋰離子電池，因此電池重量控制到了僅25kg。鋰離子電池成功配備到了發(fā)動機室內(nèi)，鉛蓄電池移到了后備箱中。后備箱容量可確保達(dá)到524L。

追加了用于產(chǎn)生負(fù)壓的馬達(dá)，即使無空轉(zhuǎn)時發(fā)動機停轉(zhuǎn)，也能夠以很小的踩踏力來輸出制動力。另外，為了提高易用性，還增加了通過系統(tǒng)來檢測車輛入庫及左右轉(zhuǎn)彎的改進(jìn)，在這些場合時，無空轉(zhuǎn)功能不會起動。

投放歐洲市場的款式備有普通款和加長了軸距的長軸距款。向日本市場投放的是長軸距款。梅賽德斯·奔馳日本的社長HansTempel表示，“日本用戶普遍認(rèn)為國產(chǎn)車燃效好，進(jìn)口車燃效差。此次將借投放S級混合動車，改變?nèi)毡居脩魧�進(jìn)口車的認(rèn)識”。