2010款ML450 Hybrid版搭載一款3.5L V6發動機，這款發動機的最大功率為188kW（255馬力），最大扭矩為257N·m，此外還有一款最大功率為62kW（85馬力）；最大扭矩為260N·m的電動發動機作為輔助動力，以高壓鎳氫電池作為電動機的能源儲存介質，此外奔馳還為該車開發了ECVT變速器使動力輸出更加平順。

    兩個動力輸出單元的合并總功率達到250kW（340馬力），最大扭矩為517N·m使這款混合動力新車動力相當于V8發動機輸出的動力。并且配備發動機啟停技術，制動動力回收技術等配置。

    據官方表示，ML450 Hybrid版擁有21mpg市區/24mpg高速路的燃油經濟性。海外媒體同時也公布了來自競爭對手寶馬混合動力SUV的數據，搭載V8發動機的2010款X6 ActiveHybrid的EPA燃油經濟性僅為17mpg市區/19mpg高速路，而且X6混合動力版在性能方面要勝于奔馳ML450 Hybrid版。看來在混合動力方面，一向優勢狀態的奔馳卻敗下陣來。