奔驰ML350搭载了一台排气量为3498cc，具备燃油直喷技术的V6自然吸气发动机，最大功率为225kW，最大扭矩则是370Nm，相比上代车型，最大功率和扭矩分别增加了25kW和20Nm，使得其百公里加速成绩由上代车型的8.4秒提升到7.6秒。在另一方面，二氧化碳排放量和燃油经济性也得到的优化。

　　在变速箱方面，7G-TRONIC变速器在车辆的平顺性上无可挑剔，或许是奔驰为了照顾成员的舒适性，但在深踩油门提速的时候却显得有些犹豫。相比其竞争对手们大多采用的8速变速器，在表现上奔驰的7G-TRONIC已经十分优秀，但少了一个档位让人不由地在心理方面觉得稍有些遗憾。

　　ML350选用了固特异EAGLEF1轮胎，型号为255/50R19，这是一款偏向公路行驶到轮胎，花纹较浅，越野性能一般。

　　悬挂方面，ML350采用前双横臂式独立悬挂，后多连杆式独立悬挂。独立悬挂的形式注定其行程不会太长，越野能力也会受到制约。

　　配备的空气悬挂在一定程度上可以缓解这一情况，通过调整车内的控制旋钮，车身可以在一定幅度下升降。