奔馳ML350搭載了一臺排氣量為3498cc，具備燃油直噴技術的V6自然吸氣發動機，最大功率為225kW，最大扭矩則是370Nm，相比上代車型，最大功率和扭矩分別增加了25kW和20Nm，使得其百公里加速成績由上代車型的8.4秒提升到7.6秒。在另一方面，二氧化碳排放量和燃油經濟性也得到的優化。

 　　在變速箱方面，7G-TRONIC變速器在車輛的平順性上無可挑剔，或許是奔馳為了照顧成員的舒適性，但在深踩油門提速的時候卻顯得有些猶豫。相比其競爭對手們大多采用的8速變速器，在表現上奔馳的7G-TRONIC已經十分優秀，但少了一個檔位讓人不由地在心理方面覺得稍有些遺憾。

 　　ML350選用了固特異EAGLEF1輪胎，型號為255/50R19，這是一款偏向公路行駛到輪胎，花紋較淺，越野性能一般。

 　　懸掛方面，ML350采用前雙橫臂式獨立懸掛，后多連桿式獨立懸掛。獨立懸掛的形式注定其行程不會太長，越野能力也會受到制約。

 　　配備的空氣懸掛在一定程度上可以緩解這一情況，通過調整車內的控制旋鈕，車身可以在一定幅度下升降。