3.0升发动机 梅赛德斯-奔驰E320 BLUETEC等柴油车的核心是3.0升V6涡轮增压柴油发动机。该发动机每个气缸配备4个气门，各燃油喷射器位于燃烧室顶部中央——这个位置与许多4气门汽油发动机安装火花塞以优化燃油消耗的位置相同。发动机内部通过链条驱动的平衡轴可减少振动。
共轨燃油喷射系统
老式柴油发动机采用为每个气缸单独供油的机械泵，而BLUETEC喷射器则从中央燃油轨获取燃料，该燃油轨以极高压力（约23,000 psi）输送柴油。柴油燃烧通过压缩空气升高温度后喷射燃料实现，燃料燃烧膨胀推动活塞下行。传统喷射器采用机械或电磁阀，而梅赛德斯发动机的每个喷射器使用压电陶瓷元件——当电流通过时其晶体结构会改变形状。压电式喷射器可将喷射循环分割为5个独立喷射阶段，每个阶段都经过专门定时以最大化燃烧效率。这不仅提升了燃油经济性和排放表现，还显著降低了噪音。
排气处理
BLUETEC系统由多个在尾气排入大气前进行“净化”的组件构成，主要分为NAC+SCR系统和AdBlue系统两种技术路线。NAC+SCR系统用于E320的45个州版本，AdBlue系统则于2008年款推出，可在全美50个州销售。
NAC+SCR系统 尾气离开发动机后首先通过柴油氧化催化器（DOC），降低排气中的一氧化碳和未燃碳氢化合物。接着经过氮氧化物吸附式催化器（NAC），捕获并储存氮氧化物（NOx是柴油尾气主要污染物之一）。在稀薄燃烧工况（低燃油/空气比）时，NAC储存NOx；在加浓工况（通过控制燃油喷射实现）下，NAC经历再生过程释放氨气。这些氨气被下游选择性催化还原（SCR）催化剂储存，用于进一步降低NOx。在NAC与SCR催化剂之间设有柴油颗粒过滤器（DPF），用于捕捉颗粒物（煤烟）。当DPF满载时，发动机电脑会调整燃油喷射过程以提高排气温度，从而燃烧清除颗粒物。
AdBlue系统
AdBlue系统将DOC和DPF集成在单一壳体中。除NAC催化剂外，通过在SCR催化剂上游向排气中喷射名为AdBlue的液体来提供氨气。AdBlue液体的添加使得SCR催化剂能将NOx排放降至比NAC-SCR系统更低的水平。AdBlue储存于车载储液罐，可在车辆保养时补充，每加仑AdBlue液体可支持约2400英里行驶里程。