2020款全新奔驰AMG CLA 45S使用的是全新2.0T四缸涡轮增压发动机，该车发动机“一人一机”原则手工装配。气缸内壁采用NANOSLIDE技术涂层，部分零件为锻造工艺，最大功率421马力，最大扭矩500牛米。动力参数比老款的CLA45提升了很多(老款仅有381马力)。

传动方面，AMG CLA 45S变速箱为AMG SPEEDSHIFT DCT 8G双离合变速箱，带有RACE-START起步控制模式。

底盘悬架方面，AMG CLA 45S悬架为前麦弗逊、后4连杆结构。可选的AMG RIDE CONTROL自适应减振可以在三种不同的阻尼强度之间进行切换。