凯迪拉克XT4搭载的是2.0T涡轮增压直列4缸发动机，最大马力241PS，最大扭矩为350N.m。
凯迪拉克XT4将搭载全新的2.0T涡轮增压可变缸发动机，最大功率177kW(241PS)，峰值扭矩350N·m，这款发动机采用闭缸技术，可实现“四缸高性能模式”、“四缸经济模式”、“两缸超经济模式”三种工作模式。传动系统方面，新车将标配9速手自一体变速箱，同时提供两驱与适时四驱版车型。其中四驱版车型可提供舒适、四驱、运动、防滑4种驾驶模式可选。直列四缸又称L型四缸发动机，它的四个汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面。优点在于缸体和曲轴结构十分简单，而且使用一个汽缸盖，制造成本较低，尺寸紧凑。直列发动机稳定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少。汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8缸。排量1升以下的发动机常用3缸，1--2.5升一般为4缸发动机，3升左右的发动机一般为6缸，4升左右为8缸，5.5升以上用12缸发动机。一般来说，在同等缸径下，缸数越多，排量越大，功率越高；在同等排量下，缸数越多，缸径越小，转速可以提高，从而获得较大的提升功率。