第三代 Cayenne 的插電式混合動力車型在純電模式下擁有最高時速 135km/h 與 44km的續航里程，達到零碳排放行駛，依據搭配的輪胎與配備不同，在 WLTP 標準下測試的平均油耗為3.1 ~ 4.1 l/100 km 。這款混合動力車型搭載容量 17.9 kWh 的高壓電池與 100kW 的電動馬達，不僅具有高效率行駛性能，也提供絕佳的動態駕駛體驗。保時捷混合動力車款以性能為導向的策略源自於 918 Spyder，該超級跑車正是憑藉著混合動力系統，在當時的紐柏林北環賽道上，創下量產車最速紀錄。
2019年上市的 Cayenne Turbo S E-Hybrid 是性能最強勁的 Cayenne 車型，擁有高達 680 PS（500kW） 混合動力系統綜效輸出。如同所有保時捷插電式混合動力車型，Cayenne Turbo S E-Hybrid 能在任何駕駛模式下為駕駛者以電能提供額外動力。舉例來說，該車的最大扭力為 900 Nm，並且幾乎可在由靜止到起步加速的瞬間完全釋放，讓這身形龐大的SUV能夠僅以 3.8 秒內由靜止衝刺至 100 km/h。而在日常駕駛的混合路況之下，駕駛者能藉由智慧駕駛模式享受出色的動力與低油耗。
如今，保時捷電動車的基礎早在 2007 年對第一代 Cayenne 小改款時就已奠定：保時捷在法蘭克福車展（IAA）展出幾近於量產車的 Cayenne S Hybrid 概念車。與眾多競爭對手不同的是，該車並未採用動力分離式混合動力系統，而是並聯式的全混合動力系統。此番設計使其無論是車輛起步或是更高速度都能使用電動馬達，使該原型車在不啟動內燃機引擎的情況下最高車速得以達到 120km/h，同時電動馬達也增進加速性能與靈活性。
全混合動力系統最終隨著第二代 Cayenne 於 2010 年進入市場，這也是保時捷第一款量產的混合動力車型。透過 3.0 升 V6 機械增壓引擎輸出的333 PS 最大馬力與一具可輸出 47 PS（34kW）的永磁同步馬達結合，整套動力系統共可輸出 380 PS（279 kW）。四年後，首款插電式混合動力車型 Cayenne S E-Hybrid 問世，使保時捷成為高階 SUV 市場的先鋒。該車能夠以純電動力行駛超過 30 km，並且以鋰離子電池取代原先使用的鎳氫電池，內燃機引擎則維持原有配置，但電動馬達輸出提升至 95 PS（70 kW），造就動力系統總輸出達到 416 PS（306 kW）。
作為一款運動型多功能車，Cayenne 在許多極端條件下展現自身實力。2006 年間，兩支私人拉力賽車隊伍各自派出一輛保時捷 Cayenne S參加泛西伯利亞拉力賽（Transsyberia Rally），自莫斯科出發，跨越西伯利亞，最終抵達蒙古首都烏蘭巴托，兩輛賽車在該賽事中分別奪下冠亞軍。保時捷受此壯舉啟發，開發 26 輛專為長距離拉力賽事而生的 Cayenne S Transsyberia 客戶賽車於許多賽事中均榮獲佳績。這些賽車在2007 年的泛西伯利亞拉力賽中不僅橫掃前三強，更有七輛保時捷進入前十名。
保時捷為 Cayenne S Transsyberia 設計了特殊配置，包含專用的全地形輪胎、防滾籠、較短的終傳比和差速鎖，並將前搖臂和車底護板強化，而V8 引擎的輸出仍舊維持 385 PS（283 kW）。由於這款賽車基礎為第一代 Cayenne 的中期改款車型，使用該車參賽的拉力車手們也因而受益：具備燃油直噴技術的新引擎使耗油量降低 15%；全新保時捷動態底盤控制系統（PDCC）搭配主動防傾桿，大幅減少過彎時的車身側傾，並使前後軸的路感更清晰。2008 年，其中 19 輛經過進一步調校的 Cayenne S Transsyberia 進軍泛西伯利亞拉力賽，並在其中奪下除了第六名以外的前十名的佳績。
雖然全程超過 7,000 km、為期約兩周的泛西伯利亞拉力賽再也沒舉辦過，但如今的 Cayenne Turbo GT 以 7:38.925 跑完全長 20.832 km 的賽道，充分展現它頂尖出色的運動性能。2021 年 6 月 14 日，保時捷測試車手 Lars Kern 在充滿傳奇色彩的紐柏林北環賽道上締造驚人的 SUV 車型單圈紀錄。Cayenne Turbo GT專為最極限的加速與過彎性能打造，毫無疑問是 Cayenne 車系中運動性能最為出眾的車型，其出色的駕馭特性全拜 4.0 升 V8 雙渦輪增壓引擎所賜，擁有高達 640 PS（471kW）最大輸出。在標準規格之下，從0加速至 100km/h 僅需 3.3 秒，極速更上看 300 km/h。Cayenne Turbo GT 具有更加運動化的身形，搭配專屬的四座 Coupé 座艙格局，將品牌所有引以為傲的底盤強化系統列為標準備配備，並搭配專屬打造的高性能輪胎。此外，動力系統與底盤皆特別調校，將優異的賽道特性和諧地融入其中。
第一代 Cayenne 的開發工程師在該車成功推出後不久，便著手拓展車系的編成，並且當時就已傾向打造能勝任一般公路駕駛的運動化車型。現任 Cayenne 專案經理 Oliver Laqua，早在 1998年就成為 E1 車型的概念工程師，並在 2004 年開始設計一款在各方面都具有優異運動性能的 Cayenne。這位年輕的工程師：在「Roadrunner」專案中打造一款重量更輕的車型。Laqua 回想當時的開發過程：「當時我們計畫透過取消加力箱使車重再減輕 80kg，還考慮為其配備四個賽車桶椅，除了可進一步減輕重量，也能營造更激昂的駕馭感受。」但這款「Roadrunner」只提供後輪驅動以及十分不實用的桶型座椅的提案，最後並未獲得董事會支持。不過工程師們所提出的動力系統卻獲得支持：以一具 V8 自然進氣引擎取代渦輪增壓引擎。Laqua 表示：「此開發專案的重點不只是在動力提升，更要讓車輛擁有真正保時捷性能車的油門反應。」該車標配六速手排變速箱和特別開發的底盤，更首次以鋼製彈簧懸吊與保時捷主動式懸載調整系統（PASM）搭配，藉此控制避震阻尼系統，這一設計概念在此之前僅用於雙門跑車。該車的頭尾設計與當時的 Cayenne Turbo 類似，並且兩側輪拱向外擴張約 14 mm，造就極具張力的視覺外觀，並且車高也比 Cayenne S 降低 24 mm。
「GTS」之名來自於保時捷歷史中佔有重要地位的 928 GTS，該車於 1995 年停產，而 928 GTS 則是承襲自 1960 年代的保時捷 904 Carrera GTS。「GTS」意為「Gran Turismo Sport」之意，代表掛上該副車名的經典車款有著卓越的運動性能，同時也有著出色的長途行駛能力。第一代 Cayenne GTS 於2007年與中期改款的 E1 車型一起上市，擁有高達 405 PS（298kW）輸出的 4.8 升引擎，使其成為當時搭載自然進氣引擎 Cayenne 中，性能最強的車型。第二代Cayenne GTS 的動力略升至 420 PS（309kW），並在 2015 年的車型更新中，為了提升引擎效率，保時捷將 V8 自然進氣引擎換為 V6 雙渦輪增壓引擎，儘管排氣量降低，但最大馬力卻提升 20 PS（15 kW），同時耗油量還有所減少。而現行款的 Cayenne GTS 再度配備八缸引擎，這具 4.0 升 V8 雙渦輪增壓引擎，具備 460 PS（388 kW）最大輸出。在 Cayenne GTS 大有斬獲的激勵之下，保時捷如今為所有車系都推出了標榜強大運動性能的 GTS 車型。
Cayenne 在 2002 年 9 月舉行的巴黎車展上首次亮相不久後，隨即在全世界都大獲成功，並迎來銷售熱潮。保時捷最初僅預計每年交付 25,000 輛 Cayenne，不過在第一代車型販售的八年當中，保時捷一共賣出 276,652 輛，平均每年將近 35,000 輛。2020 年夏天 Cayenne 達成歷史性的里程碑，第一百萬輛 Cayenne 正式下線；而在 2021 年的全年統計中，保時捷一共交付超過 80,000 輛 Cayenne。
Cayenne 為保時捷能持續成功打下經濟基礎，同時也未減損奠基於賽車的跑車品牌價值。2017 年在保時捷博物館屋頂上舉行第三代 Cayenne 全球首發活動時，保時捷全球執行董事會主席 Oliver Blume 表示：「Cayenne 讓我們首次將保時捷傳奇成功地延續至全新的市場級距。自 2002 年以來，這款 SUV 級距中的跑車已成為品牌最暢銷的車型，更是品牌成長的動力。不僅如此，Cayenne 還為保時捷開闢許多新市場，為銷售網絡全球化貢獻良多。」
保時捷銷售與行銷執行董事 Detlev von Platen 表示：「作為 SUV 市場的風格指標，Cayenne 成功地增進品牌魅力，特別是在中國和其他亞洲市場。如今它已成為保時捷全球需求量最大的車型之一，我確信它受歡迎的程度在未來將只增不減。」
