W modelu W166 ponownie zastosowano silnik R4 (czterocylindrowy rzędowy) o pojemności 2,2 litra, którego nie było w modelu poprzednim.

Samochód początkowo dostępny jest w wersjach z silnikami Diesla: ML 250 CDi BlueEFFICIENCY 4MATIC, ML 350 CDi BlueEFFICIENCY 4MATIC i z silnikiem benzynowym ML 350 4MATIC BlueEFFICIENCY.

Lifting i zmiana nazwy Na początku 2015 roku ML przeszedł gruntowną modernizację obejmującą wygląd przodu, tyłu i deski rozdzielczej. Przy okazji została zmieniona nazwa z racji ogłoszonej nowej, bardziej przejrzystej i uporządkowanej polityki nazewniczej Mercedesa - nazwa ML przeszła do historii na rzecz emblematu GLE. Podobna zmiana zaszła także przy okazji m.in. pozostałych SUV-ów Mercedesa - modeli GLK i GL, których następcy nazywają się odpowiednio GLC i GLS.

Dane techniczne + Wersja Silnik: Norma emisji spalin (Euro): Moc maksymalna: Maks.