Xe Acura TLX được trang bị hai phiên bản động cơ: V6 3.5L và I4 2.4L.
Động cơ i-VTEC V6 dung tích 3.5L, phun nhiên liệu trực tiếp, cho công suất cực đại 290 mã lực và mô-men xoắn 267 lb-ft, kết hợp với hộp số tự động 9 cấp hoàn toàn mới. Acura cho biết thời gian sang số thông thường của xe TLX sẽ nhanh hơn 25% so với mẫu TL. còn thời gian tăng tốc từ 0 lên 96 km/h sẽ nhanh hơn khoảng 0,5 giây.
Động cơ i-VTEC 2.4L 4 xi-lanh thẳng hàng, phun nhiên liệu trực tiếp, có công suất 206 mã lực và mô men xoắn cực đại 182 lb-ft, kết hợp với hộp số tự động 8 cấp ly hợp kép có bộ biến mô.
Cả hai phiên bản động cơ đều có cả bản dẫn động bánh trước và dẫn động bốn bánh (P-AWS) với công nghệ kiểm soát góc lái trái và phải độc lập.
Xe TLX SH-AWD chỉ có bản động cơ 3.5L, với hễ dẫn động 4 bánh nhẹ hơn 25% và tích hợp bộ biến mô mới.
Acura hứa hẹn sẽ có những cải tiến lớn trong việc giảm tiếng ồn ở xe TLX, nhờ tăng độ cứng thân xe, tăng cường vật liệu cách âm, cũng như sử dụng hệ thống điện tử kiểm soát tiếng ồn chủ động.