Le dispositif bi-mode implanté dans cette ML et identique à celui utilisé par GM dans les Tahoe / Yukon / Escalade / Silverado / Sierra Hybrid. Le moteur thermique se voit donc complété par deux moteurs électriques (un avant et un après la boîte) et une transmission dotée de 4 rapports fixes et de deux rapports variable électriquement. Le tout est connecté à la batterie NiMH de 288V qui est disposée à l’arrière.
Le V6 3.5 de 279 ch est configuré pour fonctionner en cycle Atkinson, dans lequel le temps de détente est plus long que celui de compression. Au bénéfice de la consommation, mais au détriment du couple à bas régime. Un défaut ici compensé par les moteurs électriques. La puissance totale s’élève à 340 ch et le couple à 517 Nm, pour une consommation annoncée à 21 et 24 mpg (11.2 et 9.8 l/100 km) dans les cycles EPA ville / autoroute.
Le conducteur visualise en temps réel sur l’écran central, comme sur la Prius, le fonctionnement du dispositif, avec flux d’énergie en couleur, charge de la batterie, histogrammes de consommation… La charge de la batterie s’affiche également dans la matrice au centre de l’instrumentation. Il pourra par ailleurs activer via la commande sur la console centrale l’un des deux modes de fonctionnement : Economy ou Sport. Extérieurement, ce ML ne se distingue guère. Outre les divers logo « Hybrid », il reçoit un capot plus orné de deux bossages supplémentaires dans la zone centrale.
