Der BMW ActiveHybrid X6 ist das weltweit erste Sports Activity Coupé mit Full-Hybrid-Antrieb. Beim ActiveHybrid sorgt die Kombination aus V8-Benzinmotor und Elektroantrieb für zusätzliche Dynamik und zugleich für eine Reduzierung der Verbrauchs- und Emissionswerte um rund 20 Prozent. Die parallele Steigerung von Fahrfreude und Effizienz weist den BMW ActiveHybrid X6 als typischen BMW unter den Hybrid-Modellen aus.

BMW ActiveHybrid Technologie ermöglicht es, sowohl rein elektrisch als auch mit der Kraft des Verbrennungsmotors oder durch die Kombination beider Antriebsarten zu fahren. CO2-freies Fahren im Elektro-Modus ist bis zu einer Geschwindigkeit von 60 km/h möglich. Der Verbrennungsmotor wird je nach Lastanforderung zugeschaltet und in Schubphasen unterhalb von 65 km/h automatisch abgeschaltet.

Das Antriebssystem des BMW ActiveHybrid X6 besteht aus einem 407 PS starken V8-Motor mit BMW TwinPower Turbo Technologie und zwei Elektromotoren, die 91 PS beziehungsweise 86 PS erzeugen. Die maximal abrufbare Systemleistung beträgt 485 PS, das Drehmoment erreicht einen Höchstwert von 780 Newtonmetern. Der BMW ActiveHybrid X6 ist damit das leistungsfähigste Hybrid-Fahrzeug der Welt.

Mit der Relation zwischen Fahrleistungen und Kraftstoffverbrauch setzt der BMW ActiveHybrid X6 sowohl auf dem Gebiet der Hybrid-Fahrzeuge als auch im Wettbewerbsumfeld der BMW X Modelle neue Maßstäbe. Er beschleunigt in 5,6 Sekunden von null auf 100 km/h. Sein Durchschnittsverbrauch im Testzyklus gemäß EU5 beträgt 9,9 Liter, der CO2-Wert 231 Gramm pro Kilometer.

Durch die Integration der beiden Elektromotoren im Two-Mode-Aktivgetriebe des X6 werden zwei Betriebsarten realisiert. Ein Modus steht für das Anfahren mit besonders dynamischer Kraftentfaltung sowie für niedrige Geschwindigkeiten zur Verfügung, der zweite ist für das Fahren mit höherem Tempo optimiert.
Auf diese Weise kommt der durch BMW ActiveHybrid Technologie erzielte Effizienzgewinn in allen Last- und Geschwindigkeitsbereichen zum Tragen.

Während der Bremsphasen erzeugt der Generatorbetrieb ein elektromotorisches Verzögerungsmoment, das an allen vier Rädern wirkt. Es wird entsprechend dem Verzögerungsbedarf präzise mit der hydraulischen Bremswirkung abgestimmt. Damit ist unter allen Bedingungen einschließlich des rein elektrischen Fahrbetriebs neben einer optimalen Verzögerung auch das BMW typische Bremsgefühl gewährleistet. Der BMW ActiveHybrid X6 verfügt analog zum BMW X6 über die Dynamische Stabilitäts Control mit erweiterten Funktionen wie Trockenbremsen und Fading-Ausgleich sowie über eine elektro-mechanisch-hydraulische Feststellbremse mit Auto-Hold-Funktion.

Ihre Energie beziehen die Elektromotoren aus einer NiMH-Hochleistungs-batterie, die unterhalb des Gepäckraumbodens positioniert ist und auch das Bordnetz des Fahrzeugs versorgt. Das Volumen des Kofferraums entspricht somit dem des BMW X6 mit reinem Verbrennungsmotorantrieb. Beim Bremsen beziehungsweise Gaswegnehmen wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt und in der Hochleistungsbatterie gespeichert. Zu diesem Zweck übernehmen je nach Fahrsituation entweder einer oder beide Elektromotoren die Funktion eines Generators, um verbrauchsneutral erzeugten Strom in den Hochvolt-Speicher zu speisen.