O Cadillac STS (2005–2009) foi oferecido com 4 configurações de motor distintas em toda a gama.
| Motor | Potência | Binário | Caixa de velocidades | Rodas motrizes | Velocidade máxima | 0-100 km/h | Consumo | Disponível em |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4.4L Gasolina | 476 hp | 595 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 250 km/h | 5.0 s | 15.6 l/100km | 1 versão |
| 4.6L Gasolina | 325 hp | 427 Nm | Automatic | All Wheel Drive | 250 km/h | 7.0 s | 14.4 l/100km | 1 versão |
| 4.6L Gasolina | 325 hp | 427 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 250 km/h | 6.2 s | 14.4 l/100km | 3 versões |
| 3.6L Gasolina | 257 hp | 342 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 229 km/h | 7.4 s | 12.4 l/100km | 3 versões |
Cada linha é uma configuração mecânica distinta — cilindrada, potência, transmissão, tração e tipo de combustível — deduplicada entre versões que partilham o mesmo motor. Diferenças apenas de equipamento (interior, jantes, opções) não criam uma linha separada.