Xe có kích thước tổng thể dài x rộng x cao tương ứng 5.172 x 1.945 x 1.473 (mm) và chiều dài cơ sở đạt 2.998 mm. Kiểu dáng của Audi A8 lấy cảm hứng từ mẫu concept Prologue 2014, đồng thời khắc họa rõ nét ngôn ngữ thiết kế mới của hãng xe Đức. Mẫu sedan hạng sang cỡ lớn của Audi sở hữu những đường nét sắc cạnh, mạnh mẽ nhưng vẫn tạo nên một tổng thể tinh tế và lịch lãm.
Đầu xe nổi bật nhờ lưới tản nhiệt hình lục giác mạ crôm lớn cùng hệ thống đèn pha thanh mảnh nằm ngang, tích hợp công nghệ LED Matrix HD cùng công nghệ chiếu sáng laser. Những đường viền, nếp gấp chạy dọc thân xe góp phần làm nổi bật vẻ đĩnh đạc, mạnh mẽ của A8. Điểm nhấn ở phía sau thuộc về cụm đèn hậu LED được nối với nhau bởi thanh ngang mạ crôm.
Audi A8 hoàn toàn mới được phát triển dựa trên khung gầm ASF (Audi Space Frame) với sự kết hợp giữa nhiều loạt vật liệu nhẹ như nhôm, thép, magie và sợi carbon nhằm tối ưu hóa độ bền, độ cứng cũng như giảm khối lượng. Đặc biệt, mẫu sedan đầu bảng này còn sử dụng hệ thống điện 48V, do đó được tích hợp một số công nghệ tiên tiến như hệ thống treo vận hành bằng điện. Đây cũng là mẫu xe đầu tiên trên thị trường được trang bị công nghệ lái tự động đến cấp độ 3.
Hệ thống treo cơ điện tử mới kết hợp với camera trước giúp xe phát hiện các chướng ngại vật và tự động điều chỉnh hệ thống treo theo điều kiện đường xá, đảm bảo xe vận hành một cách êm ái nhất. Nếu hệ thống cảnh báo va chạm phát hiện thấy xe có thể xảy ra va chạm ở tốc độ hơn 24 km/giờ, hệ thống treo này sẽ nâng bên thân xe sắp va chạm lên khoảng 7,8 cm trong vòng nửa giây.
Khi xe di chuyển trên đường cao tốc ở vận tốc 60 km/giờ, hệ thống lái tự động có thể tự nắm quyền điều khiển xe, cho phép người lái nghỉ ngơi hoàn toàn, thậm chí rút tay khỏi vô lăng mà không e ngại gì. Tương tự như các đối thủ, Audi A8 mới cũng được trang bị hệ thống đỗ từ xa mà không cần người lái ngồi bên trong.
Bên cạnh việc kế thừa các đặc trưng của thế hệ cũ, Audi A8 mới cũng sở hữu hàng loạt điểm mới trong khoang cabin. Nội thất xe được thiết kế theo phong cách tương lai khi thay thế các nút bấm cơ học bằng công nghệ cảm ứng. Trung tâm bảng điều khiển là 2 màn hình cảm ứng cỡ lớn kích thước 10,1 inch phía trên và 8,6 inch phía dưới. Màn hình trên phục vụ hầu hết các chức năng giải trí và hỗ trợ người lái, trong khi màn hình dưới dùng để điều chỉnh các chức năng như điều hòa, lượng gió, massage, sưởi ghế hay bật tắt các công nghệ lái xe an toàn. Ngoài ra, khoang lái còn có thêm một màn hình LCD 12,3 inch phía sau vô lăng tạo ra không gian buồng lái ảo.
Hiển nhiên, với một chiếc sedan hạng sang như A8, điều khiến các “thượng đế” quan tâm nhất là không gian của hàng ghế sau. Cả A8 và A8L đều được kéo dài thêm 37 mm và tập trung chủ yếu và không gian sử dụng của hành khách phía sau. A8 sẽ có 3 vị trí ngồi sau, trong khi A8L sẽ là 2 ghế ngồi tách biệt.
Ở bản cao cấp nhất, hàng ghế sau được trang bị 2 màn hình giải trí cỡ lớn gắn tại tựa đầu hàng ghế trước, ngoài ra còn có một thiết bị điều khiển cầm tay dạng cảm ứng, màn hình dạng máy tính bảng kích thước 5,7 inch để điều chỉnh điều hòa, ghế ngồi, ánh sáng và một số chức năng truyền thống khác.
Audi A8 có 2 tùy chọn động cơ tăng áp kép V6 dung tích 3.0 lít: bản chạy diesel đạt công suất 286 mã lực và bản chạy xăng có công suất 340 mã lực. Trong tương lai, Audi cũng sẽ giới thiệu các phiên bản động cơ diesel V8 4.0 lít công suất 435 mã lực và động cơ xăng V8 4.0 lít công suất 460 mã lực. Lựa chọn cao cấp nhất là động cơ W12 6.0 lít nhưng Audi chưa tiết lộ thông số cụ thể.
Cả 5 tùy chọn động cơ này đều hoạt động với bộ truyền động Hybrid đi kèm pin lithium-ion 48V cùng hệ thống khởi động công nghệ cao. Sự kết hợp này giúp cho Audi A8 mới khởi động mượt mà hơn cũng như tiết kiệm 0,7 lít/100km so với đời cũ. Một phiên bản khác cũng sẽ được tung ra thị trường là Audi A8L e-tron Quattro, sử dụng kết hợp động cơ xăng 3.0L với một mô-tơ điện, cho tổng công suất lên tới 449 mã lực và mô-men xoắn 700 Nm. Với bộ pin Lithium-ion, xe sẽ có thể chạy hoàn toàn bằng điện 50 km.