Wie jedes Plug-in-Hybridmodell setzt der Audi Q7 TFSI e quattro auf die Kraft der zwei Herzen. Als Verbrennungsmotor dient eines der modernsten Aggregate der Marke, der 3.0 TFSI. Der Turbo-aufgeladene, kultiviert arbeitende V6 gibt 250 kW (340 PS) Leistung und 450 Nm Drehmoment ab. Er ist nach der Abgasnorm Euro 6d-TEMP zertifiziert, ein Ottopartikelfilter ist Standard. Als Elektromotor arbeitet eine permanent erregte Sychronmaschine (PSM), die sich durch eine hohe Leistungsdichte und eine kompakte Bauweise auszeichnet. Die PSM mit 94 kW Peakleistung und 350 Nm ist in das Gehäuse der Achtstufen-tiptronic integriert. Gemeinsam mit der Kupplung, die den Verbrennungsmotor mit dem Triebstrang verbindet, bildet sie das so genannte Hybridmodul.

Der Strom für die E-Maschine kommt aus einer flüssigkeitsgekühlten Lithium-Ionen-Batterie, die unter dem Gepäckraumboden platziert ist und bei 308 Volt Spannung 17,3 kWh Energiekapazität bereithält. Ihre 168 prismatischen Zellen sind in 14 Module aufgeteilt, die auf zwei Ebenen übereinander liegen. Die Batteriekühlung, die auch das Ladegerät einbezieht, bildet einen eigenen Niedertemperatur-Kreis. Bei Bedarf lässt er sich an den Kältemittelkreis der Klimaanlage ankoppeln oder mit dem zweiten Niedertemperatur-Kreis zusammenschalten, der die E-Maschine und die Leistungselektronik versorgt. Sie wandelt den Gleichstrom der Hochvolt-Batterie (HV) in Drehstrom für die E-Maschine um. Beim Rekuperieren arbeitet die E-Maschine als Generator und speist Gleichstrom in die Lithium-Ionen-Batterie zurück.