搭載されているパワートレインは3種類
CX-80に搭載されているエンジンは、最高出力231ps／最大トルク500Nmを発生する3.3L直列6気筒ディーゼルターボをはじめ、このディーゼルターボエンジンに最高出力16.3ps／最大トルク153Nmを発生するモーターを組み合わせたマイルドハイブリッド仕様。そして最高出力188ps／最大トルク250Nmを発生する2.5L直列4気筒ガソリンエンジンに、最高出力175ps／最大トルク270Nmを発生するモーターを組み合わせたプラグインハイブリッドシステムの3種類。
組み合わされるトランスミッションは全車トルクコンバーターレスの8速AT。駆動方式は4WDを中心に、ディーゼルターボ車のXDのみ2WDが用意されている。
燃費性能はWLTCモードでディーゼルターボ車のXDが16.7〜18.3km/L、ディーゼルハイブリッドのXDハイブリッドが19.0〜19.2km/L。そしてプラグインハイブリッド車は12.9km/Lで、満充電時のEV走行可能距離は最大で67kmとなっている。
安全装備は、衝突被害軽減ブレーキのスマート・ブレーキ・サポート（SBS）をはじめ、マツダ・レーダー・クルーズ・コントロール（MRCC／全車速追従機能付）など13の運転支援機能を採用。
なかでもドライバーの異常時に事故被害を軽減するための、ドライバー異常時対応システム（DEA）。そしてドライバーの前方不注意や運転不適状態にたいして、ドライバーに危険を気づかせて、安全運転をサポートする、クルージング＆トラフィックサポート（CTS／緊急停止支援機能付）をLパッケージ以上に標準装備するなど充実している。
ミニバンの代わりとなる3列シートSUVとして人気を博したCX-8が生産終了となり、その代わりとして登場したマツダのフラッグシップSUVであるCX-80。駆動方式の変更による効果は、ファミリーカーとしてのユーティリティと走行性能を両立しているのかどうかに注目だ。
