Mecánicamente, el SLS AMG es diferente a cualquier otro cupé de Mercedes-Benz, incluido el SLR Roadster. Una característica que comparte con éste es que lleva el motor enteramente por detrás del eje delantero y por delante del habitáculo (imagen).

El motor es un ocho cilindros en «V» a 90º. Tiene 6.208 cm³ y da 571 CV a 6.800 rpm (el régimen de giro máximo es 7.200 rpm). Es atmosférico, de inyección indirecta. Está montado a mano por un único trabajador. Está derivado del que tienen algunos Mercedes-Benz preparados por AMG, como el SL 63 AMG (525 CV), el E 63 AMG (514 CV), el ML 63 AMG (510 CV), el CLK 63 AMG (481 CV) y el C 63 AMG (467 CV).

La lubricación es por cárter seco, lo que evita problemas cuando hay una fuerte aceleración lateral y permite, respecto a un motor con cárter húmedo, colocar el motor en una posición más cercana al suelo. Esto reduce la altura del centro de gravedad del coche. El depósito del aceite tiene una capacidad de 5 l, mientras que en todo el circuito hay 13,5 l. El caudal máximo de la bomba es 700 l/min. Hay dos radiadores para enfriar el aceite, están colocados por delante de las ruedas delanteras, cada uno con un ventilador.

El motor pesa 205 kg (el V8 del BMW M3 pesa 202 kg). Los pistones son forjados, no de fundición. Según Mercedes-Benz, esto permite un ahorro de 0,5 kg (contando los ocho). El cárter del cigüeñal y diversos tornillos son de aluminio (4 kg y 0,6 kg menos respectivamente respecto a unos de acero). El bloque y las culatas son de una aleación de aluminio y silicio (AlSi7 y AlSi17).

Todos los árboles de levas pueden ajustarse en un margen de 42º de forma electrohidráulica. Las 16 válvulas de admisión tienen 40 mm de diámetro; las de escape 34 mm. El colector de admisión es de magnesio.

La unidad de control del motor (Bosch ME 9.7) también regula el funcionamiento del alternador. Normalmente, aprovecha las fases de deceleración para recargar la batería.

El motor va unido de manera solidaria a la caja de cambios, que está colocada junto al eje trasero, por una estructura de metal (imagen), dentro de la cual está el árbol de transmisión. Éste está fabricado en fibra de carbono.

El diferencial trasero es de deslizamiento limitado. El control de estabilidad («ESP») es desconectable y tiene dos modos de funcionamiento: «ON» (normal) y «Sport» (deportivo).

La suspensión es independiente de paralelogramo deformable en ambos ejes, formados mediante triángulos superpuestos. Los discos de freno son cerámicos y, según Mercedes-Benz, pesan un 40% menos que unos convencionales.

Los neumáticos, especialmente desarrollados para el SLS AMG, son de medidas 265/35 R 19 en el eje delantero y 295/30 R 20 en el trasero. La dirección es asistida, variable en función de la velocidad.

El SLS AMG alcanza 317 km/h de velocidad máxima y acelera de 0 a 100 km/h en 3,8 s. Su velocidad máxima no es muy alta para la potencia que da el motor, en parte porque está limitada voluntariamente por el fabricante. Modelos como el Ferrari 612 Scaglietti F1 (540 CV), el Lamborghini Gallardo LP560-4 (560 CV) o el Porsche 911 GT2 (530 CV) tienen una velocidad punta superior (sin limitar) con motores algo menos potentes (ficha comparativa).

Pesa 1.695 kg (el 47% del peso recae sobre el eje delantero y el 53% restante sobre el trasero), que no es mucho para un cupé de este tamaño. El Aston Martin DBS, el BMW M6 o el Ferrari 599 GTB Fiorano son algo más pesados. Es posible que una de las razones por la que el SLS no es muy pesado sea que está fabricado en aluminio (la carrocería y el chasis, de tipo monocasco).

Consume 13,2 l/100 km, menos que el Gallardo LP560-4 y el 612 Scaglietti F1, aunque algo más que el Porsche 911 GT2 (ficha comparativa). Curiosamente es más ligero que el Mercedes-Benz SLR McLaren que estaba fabricado en aluminio y fibra de carbono.