エンジンは元々220馬力（164kW）の3.2リッターV型6気筒「LA3」が搭載されていたが、2004年には可変バルブ機構を利用した3.6リッターV型6気筒「DOHC」が搭載され、255馬力（190kW）、252lbft（342nm）のトルクが可能になった。
最初的CTS搭载的是3.2升LA3V6引擎，可生产220匹马力（164kW），2004年时CTS多了一款新的引擎版本，3.6升顶置双凸轮轴(DOHC)V6可变汽门正时(VVT)，可以产生255匹马力（190kW）和252磅/英尺（342牛顿米）的扭矩。