Trong tất cả 4 phiên bản, chỉ có duy nhất một phiên bản trang bị động cơ dầu SkyActiv-D 2.2 lít 4 xi-lanh, mang lại công suất 188 mã lực tại 4.500 vòng/phút và mô-men xoắn 450 Nm tại 2.000 vòng/phút. Đây cũng là phiên bản duy nhất đi kèm với hệ dẫn động 4 bánh.
3 phiên bản còn lại sử dụng động cơ xăng SkyActiv-G 2,5 lít 4 xi-lanh, sản sinh công suất 192 mã lực tại 6.000 vòng/phút và mô-men xoắn 257 Nm tại 3.250 vòng/phút. Sức mạnh này được truyền đến bánh trước thông qua hộp số tự động 6 cấp SkyActiv-Drive.
Thông số trang bị của tất cả các phiên bản gần như là giống nhau, khác biệt duy nhất chính là cách bố trí chỗ ngồi và chất liệu trong khoang nội thất. Do đó, Mazda CX-8 sở hữu các trang bị tiêu chuẩn như la-zăng hợp kim 19 inch, đèn pha LED tự động, đèn sương mù LED, đèn hậu LED, nút khởi động, hệ thống điều hòa nhiệt độ 3 vùng độc lập, ghế lái chỉnh điện 10 hướng, MZD Connect, 6 túi khí, hệ thống kiểm soát ổn định thân xe, chống bó cứng phanh ABS, phân phối lực phanh điện tử EBD, kiểm soát lực kéo và hỗ trợ khởi hành ngang dốc. Các tính năng an toàn chủ động vẫn chưa được tiết lộ, tuy nhiên chắc chắn xe sẽ được trang bị hệ thống G-Vectoring Control.
Phiên bản cơ bản sẽ có 3 hàng ghế với 7 chỗ ngồi (cấu hình 2-3-2). Trong khi đó, phiên bản tiếp theo có 6 chỗ ngồi, bao gồm 2 ghế thương gia ở hàng giữa (cấu hình 2-2-2). Tất cả các hàng ghế trên các phiên bản đều sử dụng ghế vải. 2 phiên bản còn lại có 2 ghế thương gia ở hàng thứ hai, nhưng khác biệt là được bọc da cao cấp, ngoài ra còn có bệ tì tay trung tâm.
Trang paultan.org cho biết, đây chỉ là các phiên bản thử nghiệm, chưa phải là phiên bản sản xuất. Tại thị trường Malaysia, Mazda CX-8 sẽ được lắp ráp trong nước trước khi xuất khẩu sang các thị trường khác trong cùng khu vực.