El motor de gasolina es el mismo en las tres versiones. Tiene tres cilindros, 1,5 litros de cilindrada y un mecanismo que permite variar la relación de compresión, siendo esto último algo único en el mercado español (junto con el Qashqai e-POWER). El sistema e-POWER lo explicamos con detalle en la sección de técnica del Qashqai. En pocas palabras, e-POWER está compuesto por un motor eléctrico que mueve el coche, una batería de poca capacidad (2,1 kWh) y un motor de combustión cuya finalidad exclusiva es mantener la batería con carga, es decir, hacer de generador.
El motor eléctrico de ambas versiones e-POWER da 204 CV. El X-Trail e-POWER de tracción total (e-4ORCE) tiene un segundo motor en el eje posterior, sin ningún tipo de vinculación mecánica con el resto del sistema propulsor, aunque coordinado con él mediante una centralita electrónica. Este segundo motor da 136 CV y puede ayudar en determinados casos a mejorar la dinámica del coche. El X-Trail de tracción total además incluye un selector con modos de conducción para fuera de carretera con tres programas predefinidos: Nieve, Tierra y Barro.
Está fabricado sobre la plataforma modular CMF-C de la alianza Nissan-Renault-Mitsubishi, la misma empleada en el Qashqai. La carrocería está hecha en su mayoría de acero, pero hay partes que son de aluminio, como las puertas, el capó y las aletas delanteras. El portón del maletero es de composite (material sintético). La suspensión es de tipo McPherson en el eje delantero y lleva un sistema multibrazo en el trasero. 