新型の『S4』のメカニズムの特長は大きく3つ。排気量が3.0リットルと小さくなりながら、性能アップを果たしたエンジン、途切れのない加速を実現するトランスミッション「Sトロニック」、後輪左右の駆動力配分を制御する「リヤスポーツディファレンシャル」の採用だ。
エンジンはスーパーチャージャー付きの3.0リットルV型6気筒直噴エンジンで、従来の4.2リットルV型8気筒エンジンに比べ、トルクがアップし低燃費となっている。最高出力は245kW（333ps）、最大トルクは440Nm（44.9kgm）で2900rpmから5300rpmまでの広い範囲に渡って得られる。エンジン回転によって過給するスーパーチャージャーを採用、さらにV型のバンク内に収めることで空気流路を短くし、アクセルペダルに対するレスポンスを改良している。
「7速Sトロニック」は、トルコン式のATとは違い、自動的に動作するクラッチとギアボックスを組み合わせたもの。フォルクスワーゲンでは「DSG」と呼ばれるトランスミッションだ。クラッチは1、3、5、7速と、2、4、6速とリバースを担当する2組があり、交互に動作することで、変速にかかる所要時間は100分の数秒。伝達ロスと途切れる時間がほとんどないため、スムーズな加速を実現する。
このエンジンとトランスミッションの組み合わせにより、S4の0-100km/h加速は5.3秒を実現、燃費も10・15モードで8.6km/リットルと従来モデルよりも改善している。
「リヤスポーツディファレンシャル」は、後輪左右のトルク配分をアクティブに制御。S4の4輪駆動システム「クワトロ」は駆動力は前後比40：60となっているが、その60％を配分する後輪の駆動力を、ステアリング舵角、横方向の加速度、ヨー角、車速などから判断して配分する。コーナリング中に加速を試みれば、外側の車輪に多く駆動力を配分、コーナリング中のアンダーステアから解放するという。また、ハンドリングの改善だけでなく、滑り出した際の挙動の変化にも対応、走行の安定性にもつながるという。
そのほかのメカニズムとしては、ステアリングのギア比を可変する「アウディダイナミックステアリング」がある。車がスピン状態に陥る前に、自動的にカウンターステアをあてて車の姿勢を立て直すことや、路面とタイヤの接地状態が左右で異なる場合などに、車の向きを自動のハンドル操作で修正する機能なども備わる。
これらの機能を統合的に制御する機能としては「アウディドライブセレクト」がある。エンジン、トランスミッション、ステアリング、ダンパー、スポーツディファレンシャルをまとめて制御、あらかじめ用意された3つのモードのほか、ユーザーが独自に設定できる「インディビジュアルモード」を使うこともできる。
