奧迪首次將高轉速發動機原理應用于奧迪RS4。這項技術的優勢在于，它可以使發動機在高轉速下輸出更大功率，并且在全轉速范圍內獲得更平穩的功率流和更迅速的發動機響應。此外，它還賦予了汽車更出色的靈敏性、快速響應的能力，以及該車型擁有者所期待的如賽車發動機一般的轟鳴聲。正是由于以上特性，這款八缸發動機能在各種路面條件下，為整車提供最大的牽引力和動力性。從低端轉速直至8250轉/分，發動機源源不斷地輸出動力，從而確保駕駛者以最少的換檔次數輕松駕馭車輛，并獲得馳騁賽道的快感。
此款V8發動機的結構非常緊湊，能夠妥帖地適應奧迪RS4的發動機艙，而無需對車身做任何的調整。除交流發電機以外，凸輪軸以及其他附件都采用易于維修的鏈式驅動。驅動奧迪RS4的八缸發動機是一項嶄新研發成果，它具有以下特點：改進的活塞和連桿、全新的曲軸及軸承，以及全新的氣缸蓋等。
帶加大排氣管的雙排氣系統更增加了發動機的功率輸出。上述措施最終使排量為4,163升的發動機，奇跡般地打破了功率100馬力的記錄。
奧迪RS4敞篷版的重量-功率比令人驚嘆，達到每馬力3.93公斤，幾年前，只有最強勁的跑車才能達到這個數字。在這方面，旅行版的數據略高于敞篷版。
動力傳動系統
奧迪以其典型的方式將發動機功率轉化成驅動力：最新一代的quattro全時四驅系統。該系統曾經在奧迪RS4轎車版中首次應用，通過自鎖止中央差速器，非均勻/動態地將扭矩分配為40％至前軸和60％至后軸。這就是為何在采用其他動力傳動系統的車型早已達到驅動極限時，奧迪RS4仍能源源不斷地輸出牽引力。由于搭載了動態行駛控制懸架系統（DRC），quattro動力總成的驅動效果得到了進一步的提高。動態行駛控制懸架系統可以有效降低車輛繞橫軸的側傾運動，以及繞后軸的俯仰運動。
底盤高度比奧迪A4低30厘米，前后軸輪距更寬，運動型的彈簧阻尼設置等都協助奧迪RS4實現了研發工程師們設定的目標，使其成為一款真正的跑車。
