Herzstücke der Plug-in-Hybride sind jeweils ein 3,0-Liter-Sechszylinder-Ottomotor mit 250 kW (340 PS), ein kompakter E-Motor (PSM) mit 130 kW maximaler Leistung, 460 Nm und die neue leistungsstärkere, flüssigkeitsgekühlte Lithium-Batterie, die unter dem Gepäckraumboden platziert ist. Gebündelt wird die Energie der Batterie in 17 Zellen mit je 70 Ah, sogenannten Stacks. Sechs dieser „Stacks“ bilden eine Einheit und werden in Reihe geschaltet. Durch diese kompakte Bauweise direkt im Batteriegehäuse entfällt ein zusätzliches Modulgehäuse, was wiederum eine höhere Leistungsdichte bedingt. So entsteht eine maximale Kapazität von 25,9 kWh (brutto) / 22 kWh (netto) bei einer Spannung von 370 Volt. Diese gesteigerte Kapazität mündet in eine rein elektrische Reichweite von maximal 90 Kilometern innerorts nach WLTP EAER City, dies entspricht bis zu 85 km elektrischer Reichweite nach WLTP EAER kombiniert. Die maximale Systemleistung für beide Modelle beginnt mit dem 55 TFSI e quattro mit 290 kW (394 PS) und maximal 600 Nm Systemdrehmoment dank einer abgeänderten Auslegung der E-Maschine. Arbeiten beide Aggregate gemeinsam, beschleunigen die elektrifizierten Q7 und Q8 in je 5,7 Sekunden auf 100 km/h. Darüber rangiert der 60 TFSI e quattro, der ebenfalls von einer neuen E-Maschinen-Auslegung profitiert, mit bis zu 360 kW (490 PS) Systemleistung und bis zu 700 Nm Drehmoment. In dieser Konfiguration benötigen Q7 und Q8 je 5,0 Sekunden auf Tempo 100. Alle Varianten sind elektronisch bei 240 km/h begrenzt, bis zu einer Geschwindigkeit von 135 km/h kann rein elektrisch gefahren werden. Geladen wird mit bis zu 7,4 kW, damit erreicht die Batterie in etwa drei Stunden und 45 Minuten 100 Prozent. Der Audi eigene Ladedienst Audi charging gewährt auf Wunsch Zugang zu ca. 630.000 Ladepunkten in 29 europäischen Ländern, darunter auch die eigenen Audi charging hubs in Nürnberg, Zürich, Berlin, Salzburg, München und Frankfurt (weitere Standorte folgen). Mit einer einzigen Karte kann dort und bei zahlreichen weiteren Anbietern komfortabel geladen werden.
In vielen Ländern und Städten können Besitzer_innen eines Plug-in-Hybrids steuerliche Vorteile oder auch kommunale Verkehrsprivilegien wie Gratisparken oder Fahren auf der Busspur nutzen. In Deutschland profitieren beide Plug-in-Hybrid-Modelle von der Firmenwagenregelung für E‑Autos: Das Fahrzeug wird lediglich pauschal mit 0,5 Prozent des Brutto-Listenpreises besteuert.
