Новий XK обладнано високо оціненим 8-циліндровим V-подібним двигуном AJ-V8 4,2 л нового покоління від Jaguar.
Завдяки новій технології вприску пального та використанню легких компонентів цей потужний двигун поєднує поліпшені динамічні характеристики та плавність ходу з підвищеною продуктивністю. Постійне регулювання фаз газорозподілу забезпечує високий крутний момент у широкому діапазоні частот двигуна, що дозволяє цьому мотору миттєво реагувати на натискання на педаль газу та робить його надзвичайно еластичним.
Двигун AJ-V8 виробляє 300 к.с. (SAE) і розвиває максимальний крутний момент 420 Нм (DIN) на частоті 4100 обертів на хвилину.
Він повністю задовольняє екологічну норму Євро-4.
Deutsche Industrie Normen (DIN)
Абревіатура "Deutsche Industrie Normen" („Німецькі промислові стандарти”). Потужність за стандартами DIN близька корисній потужності за стандартами SAE. Вона вимірюється на вихідному валі двигуна, повністю оснащеного стандартними агрегатами.

XK має нову 6-ступінчату автоматичну коробку Jaguar – досконалу систему, яка дозволяє водію обирати між режимами "Drive", "Sport Auto" або "Sport Manual". У повністю автоматичному режимі "Drive" коробка передач адаптує схему зміни передач під індивідуальний стиль та вимоги водія. Режим "Sport Auto" пропонує навіть ще точніше повністю автоматичне перемикання передач. Та якщо водій хоче брати максимально активну участь у керуванні, він може скористатися перемикачами, розташованами за кермом, для ручного контролю перемикання передач в режимах "Drive" або "Sport Manual". Електронна система управління двигуном "drive-by-wire" синхронізує натискання на перемикачі з автоматичним сигналом дроселя під час пониження передач, що робить перемикання передач надзвичайно швидким і плавним.

Ключом до надзвичайних динамічних характеристик нового XK є його повністю алюмінієва структура кузова. Для виготовлення корпуса кузова було застосовано техніку, розроблену в авіакосмічній галузі: компоненти, зроблені з пресованого та відлитого алюмінію, з’єднуються заклепками, епоксидною смолою та, в окремих ділянках, болтами. У результаті ми отримуємо кузов, яий не тільки вирізняється міцністю та жорсткістю, але й має винятково низьку масу. Це означає, що новий XK розганяється швидше, точніше виконує команди водія та краще захищає людей у салоні під час зіткнення.

XK був задуманий і створений як автомобіль з винятковим рівнем звукового кмофорту. Це стосується й ізоляції салону від небажаних звуків та вібрацій, і спеціального регулювання впускної та випускної систем двигуна для того, щоб створити той характерний звуковий фон – унікальну рису спортивного авто Jaguar.

Нова унікальна алюмінієва структура XK і провідна в класі конструкція шасі створюють неперевершену комбінацію бортового комфорту та керованості. Що стосується жорсткості, то за опором силам кручення купе на 31% перевищує попередню модель, тоді як унікальний дизайн кабріолета робить автомобіль на 48% жорсткішим та одночасно на 140 кг легшим, ніж його попередник. 
У результаті водій XK може одночасно насолоджуватися надзвичайними динамічними якостями в поєднанні з винятковою маневреністю та впевнено і точно проходити повороти.

Удосконалена комп’ютеризована підвіска (CATS) створює оптимальний баланс між бортовим комфортом, керованістю та зчепленням з дорогою за будь-яких дорожніх умов та в будь-якій ситуації. Система застосовує електронно керовані амортизатори, що безперервно адаптуються, оптимізуючи зчеплення, комфорт і контроль.
Trac DSC (Система динамічної стабілізації) автоматично розпізнає критичні ситуації та приходить на допомогу, пригальмовуючи окремі колеса та зменшуючи крутний момент. Система коректує траєкторію руху автомобіля, поліпшує розгін та зчеплення.
Обидві системи є стандартним обладнанням.