Audi S8 gamintas ant A8 bazės yra varomas naujo aliumininio 5.2 L FSI (Fuel Stratified Injection) V10 variklio su dviem 90° kampu sustatytais cilindrų blokais ir 40 vožtuvų. Variklis yra atmosferinis ir turi kintamą vožtuvų valdymo sistemą. Šis benzininis variklis yra paimtas iš Lamborghini Gallardo (5.0 litro V10) tik šiek tiek padidintas jo darbinis tūris, kad išgautų daugiau sukimo momento prie žemų apsukų. Tai labiau tinka didesniam ir sunkesniam Audi. Automobilis turi 331 kW (450 AG)/7000 rpm galią ir 540 Nm/ 3500 rpm sukimo momentą. Rezultate didelis S8 pagreitėja nuo 0 iki 100 km/h per 5.1 sekundės. Todėl S8 konkuruoja sugalingiausiais Mercedes-Benz S63 AMG (varomas 6.0 L V12 variklio su dviem turbinom, 612 AG, 1000 Nm), Mercedes-Benz S600 (varomas 5.5 L V12 variklio su dviem turbinom, 517 AG, 830 Nm), BMW 760Li (varomas atmosferinio 6.0 L V12 variklio, 445 AG, 600 Nm) ir su galingiausia Audi A8 versija - Audi A8L W12. Didžiausias S8 greitis elektronikos pagalba apribotas iki 250 km/h. Automobilis turi nuolatinę visų varomųjų ratų sistemą "Quattro", kuri 40 % galios atiduoda priekinei ašiai ir 60 % galinei. S8 kaip ir A8 turi daugiasvirtę pakabą tiek gale, tiek priekyje, be to pakaba yra sportiškiau suderinta su efektyvesniais visais keturiais aušinamais diskiniais stabdžiais. Išorėje skirtumų nuo įprasto A8 nedaug, bet jie subtiliai pabrėžia S8 įpatingą kilmę. Priekyje didelėse grotelėse puikuojasi "S8" ženkliukas, ant priekinių sparnų “V10” ženkliukas, šoniniai sidabro spalvos veidrodėliai, galinis bagažinės dangtis turi subtilų spoilerį, o apačioje - keturi ovalūs išmetimo vamzdžiai. Interjere – MMI spalvotas ekranas, dviejų spalvų odinės sėdynės ir prabangi 1000 W “Bang & Olufsen” garso sistema.