Najveća promjena se nalazi na pogonskom sklopu, jer je prethodni Cayenne GTS koristio 3,6-litarski V6 twin-turbo, dok novi model raspolaže sa četvorolitarskim V8 twin-turbo agregatom. Nova pogonska jedinica isporučuje 460 KS pri 620 Nm obrtnog momenta, što je za 20 KS i 20 Nm više od prethodnog modela. Prema Porscheu, novi GTS sa opcionalnim paketom Sport Chrono postiže „stotku“ za samo 4,5 sekundi i razvija maksimalnu brzinu od 280 km/h. Pogon na sva četiri točka se prenosi putem Porsche Tiptronic S osmostepenog automatskog mjenjača.

GTS posjeduje dugačiju šasiju od standardne varijante Cayenne, sa standardnim čeličnim oprugama koje vozilo spuštaju za 20 mm. Porsche Active Suspension Managment prilagodljivi amortizeri su sastavni dio opreme, kao i Porsche Torque Vectoring Plus. Ovaj sistem automatski primjenjuje pritisak kočnice pojedinačno na svaki točak prilikom oštrog skretanja kako bi se poboljšala upravljivost vozila. Dalja unapređenja uljučuju karbon-keramičke kočnice, adaptivni vazdušni ovjes sa tri komore, upravljanje zadnjim osovinama i Porsche Dynamic Chassis Control stabilizaciju karoserije kako bi se ukupna masa vozila mogla lakše kontrolisati.

Vizuelno, svi GTS modeli su standardno opremljeni Sport Design paketom koji uključuje vanjske sjajno crne detalje, crne 21-inčne naplatke i zatamnjene LED svjetlosne grupe. Opcionalni sportski izduvni sistem donosi dvije, centralno postavljene ovalne izduvne cijevi, što od sada predstavlja karakteristiku GTS modela. U kabini se nalaze novi ukrasni detalji od Alcantare na krovu, sjedištima, vratima i naslonu za ruku na centralnoj konzoli.