Nel cofano della Mercedes-AMG GLC 53 4MATIC+ c'è un sei cilindri in linea con doppia sovralimentazione, tramite turbocompressore a gas di scarico e compressore elettrico ausiliario, capace di erogare 449 CV (330 kW) e una coppia massima di 600 Nm (che diventano 640 Nm con l'overboost, per 10 secondi). Il cambio è l'automatico AMG Speedshift 9G, con palette al volante, abbinato alla trazione integrale. La Suv tedesca scatta da ferma a 100 km/h in 4,2 secondi (con la funzione Race Start del pacchetto AMG Dynamic Plus), mentre la velocità massima è limitata a 250 km/h. Con il pacchetto AMG Driver's Package il limite viene portato a 270 km/h.
L'unità termica è stata rivista in numerosi punti, dai condotti di aspirazione e scarico ottimizzati al nuovo turbocompressore. L'impianto ibrido a 48V, integrato nel cambio, lavora durante le cambiate, nelle fasi di coasting, nello start & stop, ma fornisce se necessario anche un boost temporaneo di potenza (17 kW e 205 Nm). Nuovo anche l'impianto di scarico, dotato di risonatori che amplificano il sound del motore; su richiesta c'è il pacchetto AMG Real Performance Sound, con impianto di scarico a farfalla regolabile manualmente.
Il sistema AMG Performance 4Matic+ gestisce il passaggio dalla trazione posteriore a quella integrale in tempo reale e in modo continuo, in base alle condizioni di guida e della strada; queste ultime determinano anche la regolazione automatica delle sospensioni adattive AMG Ride Control, che possono essere regolate su tre livelli, da Comfort a Sport+. Il pacchetto AMG Dynamic Plus (disponibile su richiesta) aggiunge un nuovo differenziale a slittamento limitato a controllo elettrico e la modalità Drift, che trasferisce tutta la potenza all'asse posteriore a qualsiasi velocità. Di serie l'asse sterzante posteriore (fino a 2,5 gradi), così come i freni da 390 ventilati all'anteriore e da 360 al posteriore.
Di serie su questo modello l'AMG Night Package, con dettagli nero lucido per le calotte degli specchietti e le cornici dei finestrini, le maniglie delle portiere e i terminali in dark chrome. Il pacchetto AMG Design Plus prevede inoltre paraurti anteriore con splitter maggiorato e spoiler sul letto (o sul portellone per la coupé) in tinta carrozzeria. Per il primo anno dal lancio della Mercedes-AMG GLC 53 4MATIC+ sarà possibile ordinare il pacchetto Golden Accents, che prevede carrozzeria in ossidiana black metallizzato o graphite grey magno, abbinata a numerosi dettagli in Techgold e il logo AMG sulla fiancata. Esclusivi anche i cerchi da 21" in nero opaco a razze incrociate, con pinze freno in nero lucido e logo AMG bianco. Il tappo del serbatoio è in cromo argento. All'interno, i sedili sportivi sono rivestiti in pelle nera con cuciture a contrasto in color oro e inserti in fibra di carbonio sulla plancia.
