La forma más eficaz de que los motores de altas prestaciones desplieguen de forma óptima y sostenida su máxima potencia es que todas sus piezas trabajen dentro de un margen de temperatura concreto. Los diseños de las motorizaciones de los modelos Cayenne posibilitan una elevada capacidad de refrigeración. Al objeto de disminuir las pérdidas por fricción que sobrevienen durante la fase de calentamiento, todos los modelos Cayenne disponen de un sistema de gestión térmica ampliado. Mediante el control específico y la conexión escalonada y adaptada a la demanda de los diferentes circuitos de refrigeración, el motor y la caja de cambios se calientan más rápidamente. Se reduce así la fricción y, por tanto, el consumo de combustible y las emisiones de CO2.
En los motores V8 se consigue una refrigeración eficaz y uniforme mediante una canalización optimizada del líquido refrigerante: un 20% de agente refrigerante atraviesa la camisa de agua del cárter del cigüeñal en sentido longitudinal. El 80% restante es dirigido según el principio de circulación transversal hacia las culatas, que son recorridas desde la parte caliente a la fría. Además, en todos los modelos un sistema de refrigeración de los pistones, integrado en el circuito de aceite, descarga térmicamente las cabezas de los mismos.
La refrigeración ha sido concebida para soportar la gran solicitación característica de los usos todoterreno, así como para el transporte o remolque de grandes cargas.
La lubricación por cárter seco integrada de los motores V8 permite el suministro seguro de aceite al motor en todas las situaciones de conducción, sobre todo en modalidad todoterreno. El reservorio de aceite se encuentra directamente en el motor, lo que ahorra tanto espacio como peso.
Para responder al gran caudal de aceite de los motores V8 se incorpora una bomba de aceite regulada. Está optimizada para soportar elevadas cargas, como acaso las que concurren en la modalidad de conducción deportiva o en situaciones de inclinación extrema en todoterreno.
Los motores V6 disponen de un sistema de lubricación húmedo, para una fiable lubricación del motor. En cualquier situación de conducción.