Comparée à sa devancière, la nouvelle Classe M s’est allongée de 150 mm et élargie de 71 mm, mais elle mesure 9 mm de moins en hauteur. L’empattement a augmenté de 95 mm et est désormais de 2915 mm. Sur les quatre moteurs qui seront disponibles en 2005, trois sont des réalisations nouvelles. L’augmentation de la puissance et l’élévation du couple atteint jusqu’à 38 % par rapport aux moteurs de la série précédente. Grâce aux techniques de transmission les plus modernes et à une bonne aérodynamique (le CX est de 0,34 contre 0,39 pour l’ancien modèle), la baisse de consommation atteint dans certains cas jusqu’à 10 %. Le moteur V6 diesel à injection directe Common Rail de la troisième génération est inauguré dans la Classe M. Il se substitue au cinq cylindres proposé dans la gamme précédente : dans le nouveau ML 320 CDI, cette motorisation délivre 224 ch et fournit un couple maximum de 510 Nm. Le nouveau ML 280 CDI proposera également un six cylindres avec 190 ch et un couple culminant à 440 Nm. Autre nouveauté : le V6 essence du ML 350, d’une puissance de 272 ch pour un couple maximal de 350 Nm. La motorisation de pointe est le huit cylindres implanté dans le ML 500. Sa puissance atteint à présent 306 ch. La boîte automatique à sept rapports 7G-TRONIC fait partie de l’équipement de série de tous les modèles de la nouvelle Classe M.
Mercedes-Benz a perfectionné la transmission intégrale permanente. Pour ce qui est de la technique tout-terrain, le client aura désormais le choix entre deux versions : Mercedes propose en effet, en option, un nouveau pack tout-terrain. Cette formule comprend, entre autres, une boîte de transfert à deux niveaux avec réduction tout-terrain, blocages (100 %) à enclenchement manuel ou automatique pour le différentiel inter-ponts et le différentiel arrière, ainsi qu’une suspension pneumatique AIRMATIC modifiée pour les trajets offroad, avec laquelle la garde au sol peut être relevée de 110 mm pour atteindre 291 mm.
Dans l’habitacle les matériaux sont plus raffinés, le toucher des surfaces encore plus agréable et à toutes les places, les passagers profitent d’une habitabilité accrue. La distance entre les sièges avant et arrière a augmenté de 15 mm et passe ainsi à 880 mm. A l’arrière, l’espace au niveau des genoux s’améliore de 35 mm, tandis que la largeur aux coudes gagne 32 mm. Les assises et les dossiers des sièges arrière sont fractionnables et rabattables dans un rapport de 63 pour 37. En option, les deux assises peuvent être livrées en version démontable pour obtenir à l’arrière une surface de chargement mesurant plus de 2,10 m de long. Le volume utile maximum est de 2050 l, soit 30 l de plus que sur le modèle précédent.
