Spalovací motor je spojen se sedmistupňovou hybridní převodovkou a dvěma elektromotory. Dvourežimová aktivní převodovka pracující jako ECVT (electric continuously variable transmission) disponuje režimem uzpůsobeným pro rozjezd a pomalou jízdu a druhým dálničním režimem pro rychlou jízdu. Při rozjezdu pracuje pouze jeden z elektromotorů. Jakmile se automobil rozjede a řidič přišlápne pedál plynu, zapojí se druhý elektromotor, který nastartuje spalovací motor a dále funguje jako generátor elektrické energie. BMW ActiveHybrid X6 je full-hybrid a tak zvládá jízdu pouze na elektromotor. Nejvyšší rychlost na čistě elektrický pohon je 60 km/h, kapacita akumulátorů vystačí při nižších rychlostech nejvýše na dráhu dlouhou 2,5 km. Při jízdě konstantní vyšší rychlostí zajišťuje většinu hnací síly spalovací motor a jeden z elektromotorů pracuje jako generátor. Mechanická vazba v rámci dvourežimové aktivní převodovky je zajištěna třemi planetovými soukolími. Dva režimy elektromotorů jsou doplněny a rozšířeny sedmi pevně nastavenými převodovými stupni.