Le moteur de la nouvelle TTS est le 4-cylindres de 2 litres bien connu du fabricant d’autos germanique. Sa puissance a toutefois été augmentée à 265 chevaux; pour ce qui est du couple, cette mécanique produit 258 livres-pieds entre 2500 et 5000 tours par minute.

En matière de performance, l’Audi TTS se permet un 0 à 100 km/h en 4,9 secondes seulement tout en affichant une consommation moyenne de carburant de 9,8 litres aux 100 kilomètres. L’excellente transmission intégrale de l’Audi n’est certes pas étrangère à ces performances exceptionnelles.

La vitesse de pointe de l'auto a été électroniquement limitée à 250 km/h.