În noua versiune de motorizare hibridă, BMW X5 sprintează până la 100 km/h în 6.8 secunde și consumă în primii 100 km doar 3,3 l de benzină. Autonomia electrică este de 50–60 km.
Primul model hibrid plug-in de serie al mărcii BMW, exceptând gama i, este un Sports Activity Vehicle. Datorită tracţiunii integrale permanente şi tehnologiei BMW EfficientDynamics eDrive, BMW X5 xDrive40e combină un comportament dinamic sportiv cu un consum foarte bun de combustibil. Cu o putere totală a sistemului de 230 kW/313 CP, generată de motorul pe benzină cu patru cilindri și cu tehnologie BMW TwinPower Turbo şi de electromotorul sincron, BMW X5 xDrive40e reuşeşte un consum mediu mixt de 3,3 l/100 km şi un consum mixt de electricitate de 15,4–15,3 kWh pe aceeaşi distanţă parcursă. Emisiile de CO2 sunt de 78–77 g/km (date în conformitate cu ciclul de testare EU pentru automobile hibride plug-in, care pot varia în funcţie de dimensiunea anvelopelor alese).
Energia pentru electromotorul integrat în transmisia automată Steptronic cu opt trepte provine de la un acumulator litiu-ion, care, prin intermediul unui transformator de tensiune, furnizează puterea şi unei baterii de joasă tensiune pentru sistemul electric 12 V de la bordul BMW X5 xDrive40e.
Alimentat de la o priză obişnuită, timpul de încărcare este de 3 ore şi 50 de minute. Reîncărcarea acumulatorului se poate face prin conectarea la orice sursă casnică de energie sau printr-un BMW i Wallbox, precum şi la staţiile publice de încărcare. În contextul în care se foloseşte sistemul BMW i Wallbox pure, de exemplu, timpul de încărcare scade la 2 ore şi 45 de minute.
Pentru a se economisi spaţiu, acumulatorul de înaltă tensiune se află sub podeaua portbagajului, acolo unde este şi protejat bine în cazul unui accident. Cu o capacitate a portbagajului ce variază între 500 şi 1720 de litri, un spătar al banchetei ce poate fi rabatat în trei părţi şi cu un interior ce beneficiază de un design luxos, BMW X5 xDrive40e se bucură de aceeași versatilitate ridicată specifică unui Sports Activity Vehicle.
BMW X5 xDrive40e realizează sprintul de la 0 la 100 km/h în 6.8 secunde. Viteza maximă este limitată electronic la 210 km/h. Pentru aceasta, sistemul combină un motor de patru cilindri cu benzină care foloseşte tehnologia TwinPower Turbo, ce dezvoltă o putere maximă de 180 kW/ 245 CP şi un cuplu de 350 Nm, cu un motor electric sincron inserat în cutia de viteze cu opt trepte și care dezvoltă 83kW/113 CP şi un cuplu maxim de 250 Nm. Întregul sistem este cuplat la cele patru roţi prin sistemul de tracţiune integrală inteligentă BMW xDrive. Puterea maximă a sistemului este de 230 kW/313 CP, în timp ce cuplul maxim e de 450 Nm. Sistemul hibrid este completat de o baterie litiu-ion compusă din 96 de celule care oferă o capacitate de 9 kWh.
Experienţa cotidiană de utilizare a arătat că, atunci când bateria este complet încărcată, modelul poate parcurge drumurile urbane zilnice de 50–60 km cu un consum de aproximativ 6,5 litri per 100 km, cu variaţii în funcţie de stilul de condus. Pentru drumurile lungi de vacanţă, testele au arătat un consum sub 11 litri per 100 km.