梅赛德斯-奔驰为全新SLK350开发了每缸4气门的新款V6发动机，其最大功率比上一代产品提高了约25%（200千瓦），扭矩增加了13%（350牛米）。在同排量发动机中，其动力性能名列前茅，浑厚的发动机声浪更突显出鲜明的运动特性。
新款V6发动机在转速为2400转/分钟时达到最大扭矩，且这一峰值扭矩能够在2400转至5000转的范围内持续输出，使得SLK350动力澎湃，急加速能力更为出色。SLK350从静止状态加速至100公里/小时仅需5.6秒，从60公里/小时加速至120公里/小时只需8.7秒。
这次，梅赛德斯-奔驰首次在V6发动机的进气和排气歧管侧安装了可变凸轮轴调节装置，从而使发动机的性能、扭矩和燃油经济性都得到了提高。两级进气歧管技术以及智能化热量管理系统的采用，都为这款新V6发动机增添了更多亮点。在7挡自动变速器（7G-TRONIC）的帮助下，新SLK350的燃油消耗量仅为9.9升/100公里，比装配6缸发动机和5挡自动变速器的上一代SLK降低了5%左右。
而此次在广州亮相的SLK200KOMPRESSOR装配了新一代4缸120千瓦发动机也是首次运用于全新SLK系列。这款发动机采用了独特的TWINPULSE技术，在性能、扭矩、平顺性和燃油经济性方面都有了进一步提高。TWINPULSE系统融合了多项技术，例如增压器、平衡杆、空气冷却系统、可变凸轮轴调节和4气门等技术，从而使全新SLK200KOMPRESSOR在保持同样动力表现的基础上，燃油经济性比上一代SLK提高了8%，其NEDC综合燃油消耗量仅为8.7升/100公里。同时，SLK200K也是奔驰公司抢占中国高挡跑车市场的主力。
SLK200KOMPRESSOR和SLK350的标准配置包括6挡手动变速器，该变速器换挡行程短，入位精确。4缸发动机可以选装5挡自动变速器，而新V6发动机则可以选装7挡自动变速器。另外，驾驶者可以通过方向盘上的换挡按钮进行操作，充分体现出全新SLK的运动风范。