新型Cクラスのパワートレインは、ISGもしくはプラグインハイブリッド（PHEV）により全ラインナップが電動化されています。

　C200およびC200 4MATICは、エンジン単体で204馬力・300Nmを発生する、新型1.5リッター直列4気筒ターボ「M254」を採用。C220dはエンジン単体で200馬力・440Nmを発生する、2リッター直列4気筒クリーンディーゼルターボ「OM654M」が採用されます。

　両パワートレインともエンジンとトランスミッションの間に配置されるマイルドハイブリッドシステムISGによって、短時間、最大20馬力・200Nmのブーストが可能です。C220dにおいては、メルセデス・ベンツ初のクリーンディーゼルエンジンとISGを組み合わせたモデルとなります。

　また2022年内の日本導入が予定されているC350eは、204ps・320Nmを発生する1.5リッター直列4気筒ターボエンジンに、最大129馬力・440Nmを発生する電気モーターを組み合わせたPHEVモデルです。内部に冷却システムを備えた25.4kWhの大容量リチウムイオンバッテリーを採用し、回生ブレーキによるエネルギー回収能力を高めるなどの結果、電気のみでの走行可能距離100kmを達成しています。

　新型Cクラスのトランスミッションは全モデルで「9Gトロニック（9速AT）」を採用、変速比幅が広いことからエンジン回転数が大幅に低減され、優れたエネルギー効率と快適性を実現しています。

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　従来からCクラスは高い小回り性能が美点ですが、新型Cクラスでは新型Sクラスにも搭載された後輪操舵システム「リアアクスルステアリング」を採用することで、さらに進化しています。

　約60km／h以下ではリアホイールをフロントホイールとは逆方向に最大2.5度傾けます。これにより日常の走行シーンや駐車する際には回転半径が小さくなるため、より扱いやすくなります。また約60km／hを超えると、リアホイールをフロントホイールと同じ方向に最大2.5度操舵することで、走行安定性を大きく高めます。従来のメルセデスの美徳である小回り性能を犠牲にしないだけでなく、中高速域での安定性や優れたハンドリングも並立させています。

　また左右のヘッドライト「DIGITALライト」は、それぞれ照明モジュールを備えています。130万個の微小な鏡により光を屈折させることで照射方向を定めるもので、デザイン性も高められています。ヘッドライト片側で130万のエリアに分割可能な光を照射するため、きわめて正確な配光が可能となり、ハイビームアシストが対向車や道路標識に光が当たらないように調整する制度が大きく高まっています。

　さらに新型Cクラスでは、自動車が通信することにより利便性を向上する先進的なテレマティクスサービス「メルセデスミー・コネクト」を標準設定。これは24時間緊急通用サービスなどを最大10年間無償で提供する「安心安全サービス」、スマホからナビの目的地を遠隔設定できるSend2Carなどを3年間無償で提供する「快適サービス」のふたつのカテゴリーで構成されます。