Volvo XC60 Plug-In zostało wyposażone w nowy czterocylindrowy turbodoładowany silnik benzynowy z nowej rodziny silników VEA (Volvo Environmental Architecture). Silnik zapewnia moc 280 KM i maksymalny moment obrotowy 380 Nm. Napęd jest przekazywany na koła za pośrednictwem specjalnie opracowanej ośmiobiegowej skrzyni automatycznej. Dodatkowo tylna oś jest napędzana silnikiem elektrycznym o mocy 70 KM. Model koncepcyjny nosi oznaczenie T8, co ma podkreślić uzyskiwaną łącznie przez wydajny silnik czterocylindrowy i silnik elektryczny moc 350 KM.

Podobnie jak Volvo V60 Plug-In, model został wyposażony w trzy tryby jazdy - Pure, Hybrid i Power. W przypadku wybrania opcji Pure, kierowca podróżuje dzięki energii elektrycznej - zasięg auta wynosi wtedy 50 km. Z kolei tryb Hybrid stanowi najbardziej ekonomiczne połączenie silnika benzynowego z napędem elektrycznym ? samochód zużywa wtedy tylko 2,3 l benzyny na 100 km. Najciekawszą opcją jest jednak Power, w której samochód wykorzystuje pełną moc silnika benzynowego i napędu elektrycznego-? w sumie 350 KM.

Silnik w modelu XC60 Plug-in nie ma tradycyjnego rozrusznika ani alternatora. Zamiast tego do wału korbowego pomiędzy silnikiem a skrzynią biegów podłączony jest zintegrowany rozrusznik i generator (ISG). ISG podczas przyspieszania może dostarczyć dodatkowych 34 kW (45 KM) mocy. Ładuje także akumulator podczas hamowania.

Akumulatory są ładowane przy użyciu zwykłego gniazdka sieciowego w domu lub na parkingu. Czas ładowania zależy od napięcia w gniazdku. Przy napięciu 220 V i 12 A pełne naładowanie akumulatorów zajmuje tylko 3,5 godziny, przy 110 V/12 A potrwa 7,5 godziny. Podczas ładowania można ogrzać lub ochłodzić wnętrze samochodu, aby zwiększyć komfort podróży.

XC60 Plug-in jest modelem koncepcyjnym, więc pokazuje tylko trend, w którym Volvo będzie podążać.