2011年9月1日に「Delphi XE2」（コードネーム: Pulsar、内部バージョン: 16.0）が発表された。新たにFireMonkeyフレームワークを導入したことにより、HDや3Dに対応した高品質なユーザインタフェースの設計や、Windows 64bit、Mac OS X (Intel x86)、iOS向けのマルチプラットフォームアプリケーションの開発が可能になった。但し、iOS開発は実際にはFree Pascal (FPC) を使ったツールチェインであり、後述するXE4以降のiOS開発環境との互換性は乏しい。マルチプラットフォーム化によりVCL / FMX / RTLのユニットで、System.TypesやVcl.Stylesのような、ドットで接頭辞を連結する命名規則（ユニットスコープ）を使うようになったため、以前のバージョンにソースコードを移植する場合には注意が必要である。Windows以外のアプリケーションのデバッグ及びデプロイ（配置）には新しいリモートデバッガである 「プラットフォームアシスタントサーバー (PAServer)」 を利用する（デバッグ対象アプリケーションがWindowsであっても、リモートにあるPCのアプリケーションをデバッグするにはやはりPAServerが必要となる）。また、製品エディションとしてEnterpriseとArchitectの間にUltimateが追加された。搭載されるコンパイラはDCC32 (Windows 32bit), DCC64 (Windows 64bit), DCCOSX (Mac OS X) の3つとなった（ツールチェイン用のFPCを除く）。Starterとアカデミック版を除き、Delphi 7、2007、2009、2010、XEのライセンスが付属する。
プラットフォームには、Bプラットフォームが採用された。サスペンションはベースとなったキューブ同様フロントにカヤバ工業製ストラット式サスペンションを、リアにトーションビーム式サスペンション（4WDはマルチリンク式サスペンション）を採用するが、リアサスペンションに関しては剛性を高めるため、2WD・4WDともC25型セレナと共通のものが採用されている。また、燃料タンクは他のBプラットフォーム採用車種よりも容量の多い52Lを確保している。リアブレーキはHR15DE型エンジン搭載車のみドラム式で、それ以外はディスクブレーキが奢られる。エンジンは、日本仕様車には当初、量産車としては世界初のデュアルインジェクターを採用した改良型直4 1.5L NAのHR15DE型エンジンのみで販売を開始したが、2010年11月2日に新開発の直4 1.6L 直噴ターボエンジンのMR16DDT型エンジンを搭載した「16GT」とその4WD版である「16GT FOUR」が追加された。なお、欧州仕様車には直4 1.6L NAのHR16DE型エンジンとMR16DDT型エンジン、および直4 1.5L K9K型ディーゼルエンジンの3機種が用意され、北米仕様車にはMR16DDT型エンジンのみが用意される。4WD車はMR16DDT型エンジン搭載車のみに用意され、四輪駆動システムには左右輪のトルク配分を調節することを可能とした新開発のトルクベクトル付ALL MODE 4x4-iが採用されている。また、日本仕様車および欧州仕様車については全エンジン搭載車にそれぞれFFモデルが設定されている。トランスミッションは、日本仕様車はCVTのみの設定で、欧州仕様車にはFFモデルの全車にMTが、HR16DE型エンジンおよびMR16DDT型エンジン搭載車にCVTが用意されている。このうち、HR15DE型およびHR16DE型エンジン搭載車には、日産製のモデルとしては初めてジヤトコ製の副変速機付CVTが採用されており、MR16DDT型エンジン搭載車にはエクストロニックCVT-M6が採用される。2013年より発売を開始した台湾市場においてはHR16DEとMR16DDTの2種、韓国市場においてはMR16DDTのみを用意するが、台湾仕様は前者はFFで後者は4WDとなり、韓国仕様については4WDのみとなる。いずれもトランスミッションはエクストロニックCVTのみ。台湾市場向けはサンダーランド工場製造分、韓国市場向けは追浜工場分が供給される。オーストラリア・ニュージーランド向けはサンダーランド工場製造分で、同地で販売されている他の日産車とは異なり欧州仕様のままでランプスイッチが左、ワイパースイッチが右側の配置となっており、リアフォグランプが全車標準装着となっている。なお同じく英国から輸入されるキャシュカイは、ランプスイッチとワイパースイッチが入れ替えられており、リアフォグランプは未装着。日本仕様についてはHR15DEエンジン搭載車は「平成17年基準排出ガス75%低減レベル（☆☆☆☆）」と「平成22年度燃費基準+15%」を同時に達成、MR16DDTエンジン搭載車は「平成17年基準排出ガス50%低減レベル（☆☆☆）」と「平成22年度燃費基準+10%（4WDは+5%）」を同時に達成した。リアに装着されているエンブレムも異なっており、HR15DEエンジン搭載車には「XTRONIC CVT」エンブレムを装着。MR16DDTエンジン搭載車は販売当初直噴ターボであることを示す「DIG TURBO」エンブレムが装着されていたが、2012年6月の一部仕様変更で「DIG TURBO」エンブレムに替わり、グレードを示す「16GT」のエンブレム（4WD車はさらに「FOUR」も表記）が新たに装着された。2013年8月のマイナーチェンジでHR15DEエンジン搭載車がアイドリングストップを搭載したことによって燃費を向上し「平成27年度燃費基準」を達成。さらに、日産が展開するエンジン進化型エコカー「PURE DRIVE」の車種となったため、リアに装着されていた「XTRONIC CVT」エンブレムは「PURE DRIVE」エンブレムに変更した。2014年7月のマイナーチェンジではMR16DDTエンジン搭載車を改良し、直噴ガソリンターボエンジンで世界初となるエキゾーストマニホールド触媒通過後のクリーンな排気ガスを冷却した後、ターボチャージャー手前に再循環させるロープレッシャークールドEGRを採用したことでより広範囲でのEGR作動を可能にしたほか、各部の摩擦抵抗の低減や燃焼効率の向上などで燃費を向上。併せて、最大トルクの発生回転域を引き下げたことで発進加速性を高め、トランスミッションをエクストロニックCVT-M7に変更したことでより心地よい走りとなった。