Mercedes CLS modelinde çeşitli motor seçenekleri bulunmaktadır: 1. CLS 300: 2.0 litre dört silindirli turbo benzinli motor, 299 hp. 2. CLS 450: 3.0 litre altı silindirli turbo benzinli motor, 367 hp. 3. Dizel Motorlar: CLS 250 D ve CLS 350 d gibi modellerde de dizel motorlar kullanılmıştır. Ayrıca, AMG versiyonları daha güçlü performans sunan motor seçenekleriyle donatılmıştır.