A lapos szélvédő, a markáns sárvédők és a hátrafelé emelkedő övvonal a sportosságot hangsúlyozzák; ezt a karosszéria arányai tovább erősítik: Az új M-osztály az előző modellhez képest 150 milliméterrel hosszabb (most 4780 mm), 71 milliméterrel szélesebb (most 1911 mm), és nyolc milliméterrel alacsonyabb (most 1768 mm). A tengelytáv 95 milliméterrel 2915 milliméterre nőtt.

A 2005. évben szállítható négy motor között három új fejlesztés található. Ezek az előző modell hajtóműveit mind teljesítményben, mind forgatónyomatékban akár 38%-ban felülmúlják. A legmodernebb hajtás és a jó aerodinamika (a Cw-érték az eddigi 0,39 helyett 0,34) révén akár tíz százalékkal is csökken a fogyasztás.

Ezzel a modellel mutatkozik be egy új V6-dízelmotor, mely kétféle teljesítménnyel lesz rendelhető. A harmadik generációs motor közös nyomásterű (common rail), közvetlen befecskendezéssel és a legmodernebb piezo-befecskendező fúvókákkal van felszerelve. Az ML 320 CDI 165 kW/224 LE teljesítménnyel és percenként 1600 fordulattól kezdődően 510 Nm maximális forgatónyomatékkal rendelkezik. A hathengerű motor nyújtotta komfortot és dinamikát kínálja majd az új ML 280 CDI, mely 140 kW/190 LE teljesítményt és 440 Nm maximális forgatónyomatékot ad le. A dízel modellek hajtóanyag-fogyasztása 9,4 liter 100 kilométerenként (NEFZ-összesített fogyasztás) � ezzel az értékkel az új M-osztály kategóriájának leggazdaságosabb terepjárójának számít. Ugyancsak újdonság az ML 350 V6-os 200 kW/272 LE teljesítményű és 350 Nm maximális forgatónyomatékú benzinmotorja. A motorprogram csúcsa az ML 500 nyolchengerűje, mely most már 225 kW/306 LE teljesítményre képes.

A világon egyedülálló 7G-TRONIC hétfokozatú automatikus váltó az új M-osztály minden modelljéhez széria felszerelés. A 7G-TRONIC kezelése most először került választókar formájában a kormánykerék közelébe - a Mercedes-Benz ezt a technikát DIRECT SELECT-nek nevezi. A kormánykeréken található kiegészítő kapcsolók a hét menetfokozat gyors manuális váltását teszik lehetővé. 

Nehéz terepre: offroad-csomag differenciálzárakkal és AIRMATIC-kal

A Mercedes-Benz továbbfejlesztette az állandó összkerékhajtást, valamint a 4ETS trakciós rendszert, és ezeket kiegészítette a Downhill Speed Regulation-nal, az elindulás-asszisztenssel és az offroad-ABS-sel. Az összkerékhajtás tekintetében a jövőben két variáns áll rendelkezésre, melyek az offroad-vezetők különböző igényeinek felelnek meg: Az alapkivitel mellett új offroad-csomag is rendelhető, amellyel az M-osztály a legnehezebb terepszakaszokat is legyőzi. A csomag többek között tartalmaz egy terepáttétellel rendelkező kétfokozatú osztóművet, az első és a hátsó tengely között, valamint a hátsó tengelyen 
manuálisan, vagy automatikusan kapcsolható differenciálzárakat (100 százalékosak), továbbá a terephasználathoz módosított AIRMATIC légrugózást. Ez utóbbi segítségével a szabad magasság 110 milliméterrel 291 milliméterre, a gázlómélység pedig 600 milliméterre növelhető. 

A légrugózás mindezeken felül jelentősen növeli a menetkomfortot, ezért a Mercedes-Benz ezt a technikát rendelésre utcai verzióban is szállítja. Az AIRMATIC rendszert sorozatgyártásban kombinálják az Adaptív Csillapító Rendszerrel (ADS), amely a szituációnak megfelelően szabályozza a csillapítást. 

A Mercedes-Benz mérnökök áttervezték az M-osztály első és hátsó tengelyét is: Az első kerekeket egy kettős keresztlengőkar vezeti. Az új hátsó tengely négy lengőkaros felfüggesztésű.

Biztonság új korszaka: PRE-SAFE® - premier ebben a gépkocsi-osztályban

Az utasvédelem alapja az önhordó karosszéria, mely elöl és hátul nagyméretű deformációs zónákkal rendelkezik. Ehhez tartoznak többek között az adaptív, kétfokozatú légzsákok a vezető és a vezető melletti utas számára, az elülső oldallégzsákok, az ablaklégzsákok, valamint az összes üléshez tartozó övfeszítők és az övfeszítőerő-szabályozók. A hátulról való ütközés esetére az új fejlesztésű, ütközéskor aktivizálódó NECK-PRO fejtámlák (rendelhető felszerelés) nyújtanak kiegészítő védelmet a vezető és a vezető melletti utas számára. 

Az új Mercedes-Benz terepjáró mindezeken túl a jövőbe mutató PRE-SAFE® utasvédelmi rendszere (rendelhető felszerelés) a menetdinamikailag kritikus, balesetveszélyes helyzetekben reflex szerűen aktivizálódik, felkészíti az utasokat és a gépkocsit a fenyegető ütközésre. A PRE-SAFE® e felkészülés során előre megfeszíti a vezető és az utas biztonsági övét, az elektromosan beállítható utasülést (rendelhető felszerelés) hosszanti helyzete, valamint a párna- és támla-dőlésszög tekintetében kedvezőbb pozícióba állítja, és amennyiben a gépkocsi felborulása várható, bezárja a napfénytetőt (rendelhető felszerelés).

Az esetleges balesetre való felkészülés azért lehetséges, mert a rendszer össze van kapcsolva a blokkolásgátló rendszerrel (ABS), a fékezési asszisztenssel és az Elektronikus Stabilitási Programmal (ESP®), mely rendszerek érzékelői felismerik a veszélyes vezetési manővereket. 

A felső osztály színvonalán: Magasabb komfort és nagyobb helykínálat

Az első üléssor és a hátsó üléssor közötti távolság a korábbi modellhez képest 15 milliméterrel 880 milliméterre nőtt. A hátsó ülésen ülő utasok térd körüli szabad tere 35 milliméterrel, a könyökszélesség 32 milliméterrel javult.

A Mercedes-Benz a széria felszerelésként elektromos állítható magasságú, támlájú és párna-dőlésszögű első üléseken felül kívánságra speciális támlakontúrral rendelkező sportüléseket is szállít.

Bőséges helykínálat a csomagok és a sporteszközök részére: 2050 liter maximális rakodótér

A hátsó ülések párnái és támlái 60:40 arányban vannak megosztva, és ledönthetőek. Ezek az üléspárnák igény szerint kivehetőek, és ezáltal a csomagtartóban 2,10 méter hosszú sík rakodótér keletkezik. A maximális rakodótér 2050 liter (VDA-mérési módszerrel).

A bevált EASY-PACK-rendszer megkönnyíti a rakodótér be- és kirakodását. A rendszer kívánságra elektromos működtetésű csomagtartó-ajtót, valamint a rakomány biztonságos rögzítésére szolgáló csomagot tartalmaz. A Mercedes-Benz rendelésre az új fejlesztésű Multi-Zone-THERMOTRONIC klimatizáló automatikával, a PARKTRONIC parkolási segítő rendszerrel, és az Európát felölelő DVD-navigációval rendelkező COMAND APS kezelő és kijelző rendszerrel szereli fel az M-osztályt. A kanyar- és lefordulási fénnyel (rendelhető felszerelés) szerelt bi-xenon-fényszórók növelik a vezetési biztonságot a sötétben.