Percorrendo il canale di aspirazione, l'aria compressa fluisce attraverso i due intercooler che, rispetto ai modelli precedenti, hanno invertito la loro posizione con quella del filtro dell'aria. Invece che lateralmente nei parafanghi posteriori, si trovano ora proprio sopra al motore, nel mezzo e al centro sotto alla griglia del cofano posteriore. Grazie alla nuova posizione con migliore afflusso e deflusso dell'aria di raffreddamento e all'eliminazione delle strozzature nel percorso dell'aria di processo, nonché al maggiore dimensionamento degli intercooler, è stato possibile migliorare ulteriormente il loro rendimento.

In fase di sviluppo, l'intero motore base è finito sul banco prova ed è stato ottimizzato in numerosi dettagli. Per la prima volta, iniettori a comando piezoelettrico provvedono all'iniezione diretta del carburante nelle camere di combustione. Gli iniettori piezoelettrici aprono e chiudono più velocemente rispetto a quelli a comando elettromagnetico utilizzati finora. Di conseguenza, la quantità iniettata può essere spinta fino a cinque iniezioni per ciclo. Senza i nuovi iniettori piezoelettrici, questi miglioramenti sarebbero stati possibili solo aumentando la pressione di iniezione. In questo modo, tuttavia, il livello di pressione si sarebbe mantenuto a 200 bar.

Per la prima volta, la fasatura variabile delle valvole VarioCam Plus gestisce la risposta dell'acceleratore con alberi a camme di aspirazione asimmetrici a fronte di una corsa delle valvole breve. Vale a dire che, in questa posizione di carico parziale, le due valvole adiacenti di un cilindro si aprono con corse differenti. Se finora la corsa più breve per entrambe le valvole di aspirazione era di 3,6 millimetri, nel nuovo motore diventa di 2,0 e 4,5 millimetri. Grazie all'eliminazione delle strozzature nella fascia di carico parziale e ad altre ottimizzazioni è stato possibile migliorare la preparazione della miscela e la combustione, mentre i consumi e le emissioni diminuiscono. La maggiore rotondità di funzionamento ai bassi regimi e carichi va a tutto vantaggio del comfort di marcia. Nel passaggio alla corsa completa, quando si richiede una maggiore potenza al motore, entrambe le valvole di aspirazione di un cilindro si aprono con movimento parallelo.

Il piacere di guida di una 911 sta nell'inconfondibile acustica che sprigiona. Ecco perché, in fase di sviluppo, gli ingegneri hanno dedicato grande attenzione nell'armonizzare il suono sia sul lato di aspirazione che su quello di scarico. Per conferire un richiamo sonoro tipicamente Porsche 911 nonostante i severi requisiti sulla rumorosità e il filtro antiparticolato per motori benzina, gli impianti di scarico sono stati riprogettati. Adesso l'impianto a due terminali dispone di farfalle parzializzatrici di scarico gestite secondo curve caratteristiche e completamente regolabili. La regolazione permette sia un'ottimale erogazione della potenza che un sound emozionante. L'azionamento delle farfalle avviene tramite motorini passo-passo elettrici. In questo modo si possono impostare anche posizioni intermedie per un'esperienza sonora ancora più accattivante. A richiesta è disponibile un impianto di scarico sportivo. Mentre l'impianto di serie ha due terminali doppi, quello sportivo dispone di due bocche ovali.

La 911 Carrera S e la 911 Carrera 4S montano di serie il primo cambio a doppia frizione a otto rapporti (PDK) destinato alle sportive Porsche. Rispetto al conosciuto cambio a sette rapporti dei modelli precedenti, il nuovo PDK offre innumerevoli miglioramenti. Il conducente lo percepisce subito nella maggior spaziatura tra comfort, prestazioni ed efficienza. Tutte le marce hanno una nuova rapportatura: la prima più corta, l'ottava più lunga. In questo modo si è potuto realizzare un rapporto al ponte più lungo, riducendo ulteriormente i regimi nelle marce alte. Ne consegue un andamento armonioso dei rapporti e maggiori potenzialità nel ridurre il consumo carburante. La massima velocità viene sempre raggiunta nella sesta marcia. Altri provvedimenti adottati per ridurre le perdite di potenza e quindi il consumo carburante sono l'impiego di una pompa dell'olio regolata e oli a bassa viscosità di nuova formulazione. Di conseguenza, la pressione dell'olio necessaria per cambiare e attuare la frizione viene regolata in base al fabbisogno, mentre si riducono le perdite di potenza nel cambio. Il cambio di frizione a comando idraulico avviene, infine, in modo molto più veloce grazie a un "bypass di riempimento" supplementare.

L'aumento di prestazioni della nuova 911 Carrera 4S è stato accompagnato dall'ulteriore sviluppo della trasmissione sull'asse anteriore. Il gruppo ora raffreddato ad acqua composto da frizione e differenziale dispone di lamelle frizione rinforzate per una maggiore sollecitabilità e robustezza. Un aumento della coppia di attuazione sulla frizione migliora la sua precisione di posizionamento e quindi il funzionamento della trasmissione aggiuntiva sull'assale anteriore. Nel complesso, la trasmissione sull'anteriore così aggiornata assieme al PTM (Porsche Traction Management) offre un miglioramento della trazione sulla neve, in condizioni di bagnato e asciutto. In termini di dinamica di guida, sono state ottimizzate precisione, prestazioni e sollecitabilità nell'impiego in pista.