Tiene el motor Volkswagen de seis cilindros en «V estrecha». Es el motor que llevaba el Golf R32, pero aumentado a 250 CV.

Hasta ahora, Audi no había empleado motores en «V estrecha», salvo en el 12 cilindros del A8 (un doble V estrecha). Es un motor de seis cilindros en V a 15°, hecho para poder colocarlo en coches de motor transversal. Ahora, no obstante, Volkswagen lo ha puesto en el Phaeton y el Touareg (que tienen motor longitudinal).

Audi le ha sacado a este motor 250 CV; es decir, 9 CV más que de los que tiene el Golf R32. Audi no dice aún qué es lo que ha cambiado; la relación de compresión es la misma en los dos casos y muy alta: 11,3 a 1. En el Golf, este motor da la potencia máxima a 6.250 rpm; Audi no dice a qué régimen la da en el TT.

El par máximo sí es el mismo y a idéntico margen de régimen en los dos casos: 320 Nm entre 2.800 y 3.200 rpm. Es notable que un motor atmosférico dé un par tan alto (100 Nm por litro de cilindrada) y, además, lo mantenga constante durante 400 rpm (curva de potencia de este motor).

Tiene distribución variable en admisión y en escape mediante un sistema de ajuste continuo (no de dos fases). También tiene un sistema variable en silencioso de escape, con una válvula que se abre o cierra en función del régimen: esta válvula cambia la contrapresión y el ruido del escape.

Es un tracción total de tipo Haldex(conectable automáticamente). Parte del sistema de frenos es el mismo que tenía elRS4, pero los discos del TT son más pequeños (334 mm delante y 265 detrás). Las pinzas son flotantes en los dos ejes.

Con relación a otras versiones del TT, el 3.2 quattro se distingue en el alerón trasero, las aberturas laterales y la parrilla, entre otros rasgos. El Cx se mantiene en 0,32, que es lo que tienen otras versiones de este cupé. También tiene algunos retoques en las suspensión, como menos flexibilidad en las estabilizadoras y los muelles, y más dureza en los amortiguadores.