Q5 hybrid quattro bo imel vzporedni hibridni pogonski sklop z bencinskim 2,0-litrskim motorjem TFSI in električnim motorjem, ki mu bo električno energijo zagotavljala litij-ionska baterija. Pogonski sklop z največjo močjo 180 kilovatov (245 KM) in največjim navorom 480 Nm bo avtomobilu omogočal pospešek od 0 do 100 km/h v 7,1 sekunde in doseganje hitrosti do 222 kilometrov na uro. Po zagotovilih konstruktorjev bo za svoje delo v povprečju zahteval 7,0 litra goriva na sto kilometrov, na kilometer pa izpuhal 160 gramov ogljikovega dioksida.

Pogonski sistem je zasnovan modularno in pri Audiju poudarjajo, da ga bodo v prihodnosti uporabili tudi za pogon modelov A8 in novega A6.

Zgodovina razvoja hibridnih sistemov pri Audiju sega v leto 1989, ko so v prototip audija 100 avant vgradili bencinski petvaljnik, ki je poganjal prednji par koles in električni motor z močjo 9 kilovatov (12 KM) za pogon zadnjega para koles. Energijo so električnemu motorju zagotavljale še nikelj-kadmijeve baterije, ki jih danes ne uporabljajo več.

Prvo omejeno serijo hibridnih vozil pa so izdelali leta 1997, ko so v audija A4 avant vgradili 1,9-litrski motor TDI z največjo močjo 66 kilovatov (90 KM) in vodno hlajen električni motor z močjo 21 kilovatov (29 KM). Oba motorja sta poganjala le prednji par koles.