Nové Volvo XC90 může mít pod kapotou celkem 5 motorizací, dva diesely a tři benzínové agregáty. Všechny motory jsou čtyřválcové, benzínová verze T5 nabídne 254 koní výkonu a 350 Nm točivého momentu, výkonější T6 potom 320 koní a 400 Nm. Vrcholným provedením je T8 Twin Engine, což je vlastně předchozí verze doplněná o elektromotor, při spolupráci obou jednotek je potom k dispozici rovných 400 koňských sil a 640 Nm. Zásoba elektřiny v akumulátorech o kapacitě 9,6 kWh má vozu vystačit na 40 km čistě elektrické jízdy. Akumulátor je umístěn ve středovém tunelu a nijak nezasahuje do vnitřního prostoru automobilu. Samotný elektromotor potom pohání kola zadní nápravy.
Poslední jmenovaná verze má podle výrobce spotřebovat jen 2,5 litru benzínu na 100 km. Hybridní provedení má několik specialit – s motorem se pojí osmistupňový automat, přičemž volba rychlostních stupňů probíhá čistě elektronicky bez jakékoliv mechanické vazby.
Součástí hnacího řetězce je také tzv. generátor zapalování (CISG), který se stará o výrobu elektrické energie, umožňuje změnu režimu jízdy z elektrického na pohon spalovacím motorem a také může v případě potřeby zvýšit točivý moment soustavy až o 150 Nm.
Řidič si může zvolit z několika režimů pohonu, od hybridního přes čistě elektrický Pure, režim maximálního výkonu Power nebo AWD pro pohon obou náprav.