Современные двигатели, предлагаемые для всех моделей GL-класса, гарантируют высший комфорт и впечатляющие ходовые свойства при отличных для данного класса показателях расхода топлива. Дизельный моторный ряд включает двигатель V6 мощностью 165 кВт/224 л. с., которым оснащается модель GL 320 CDI, и новую модификацию мощного дизельного двигателя V8, который устанавливается в модели GL 420 CDI, развивая теперь 225 кВт/306 л. с. и максимальный крутящий момент 700 Нм. Параметры токсичности ОГ обоих двигателей CDI, которые оснащаются не требующим ухода сажевым фильтром, ниже строгих норм EU-4. Новый 5,5-литровый двигатель мощностью 285 кВт/388 л. с., которым оснащается GL 500, дебютировал в новом S-классе, а второй силовой агрегат этого современного семейства двигателей V8 отмечает свою мировую премьеру в новом GL-классе. Рабочий объём двигателя, которым оснащается модель GL 450, составляет 4,6 л, его мощность соответствует 250 кВт/340 л. с. Оба двигателя также отвечают строгим стандартам токсичности ОГ EU-4 (в США: LEV-II-Standard).

Все двигатели, которые устанавливаются в GL-классе, серийно комплектуются семиступенчатой автоматической коробкой передач 7G-TRONIC с системой DIRECT SELECT. Отличная динамика и низкий расход топлива - это не только результат идеального сочетания суперсовременных двигателй с коробкой передач 7G-TRONIC и оптимизированной в отношении трения трансмиссии. Важным фактором является также сравнительно низкая полная масса, что обеспечивается несущим кузовом и превосходной для автомобиля с такими внушительными габаритами аэродинамикой (cw 0,37).