Gamę jednostek napędowych stanowią trzy silniki benzynowe oraz dwa wysokoprężne. Podobnie jak w przypadku poprzednich generacji, dostępna jest także wersja z przedłużanym rozstawem osi (A8L). W zwykłych warunkach napęd quattro zapewnia przeniesienie 60% momentu obrotowego na oś tylną, gdy wymaga tego sytuacja wartość ta może wzrosnąć do 80% (lub do 60% dla osi przedniej).
Wiosną roku 2012, na rynku pojawiło się Audi A8 hybrid (dostępne także w wersji wydłużonej), wyposażone w silnik 2.0 TFSI i silnik elektryczny, wytwarzające wspólnie moc systemową 180 kW (245 KM). Chłodzony powietrzem akumulator litowo-jonowy, umieszczony z tyłu pojazdu, umożliwia osiągnięcie wyłącznie na napędzie elektrycznym maksymalnej prędkości 100 km/h lub pokonanie odcinka trzech kilometrów ze stałą prędkością 60 km/h. Średnio, Audi A8 hybrid zużywa na 100 km 6,3 l paliwa.
W 2013 roku debiutowało A8 po liftingu. Zmieniono znacznie przednią i tylną część samochodu, zastosowano mocniejsze silniki, które mają zużywać mniej paliwa. W samochodzie zastosowano kilka nowinek technicznych, m.in.