Beim Infiniti FX konnte der Kunde zwischen zwei Benzin- und einem Dieselmotor wählen. Dabei handelte es sich um den Sechszylinder-Benziner FX37 mit 3,7 Liter Hubraum, 320 PS und 360 Nm Drehmoment sowie einem Achtzylinder-Benziner mit fünf Litern Hubraum, 390 PS und 500 Nm Drehmoment im FX50. Gegen Ende der Produktionszeit schob Infiniti noch ein „Vettel-Sondermodell“ des FX50 mit 420 PS nach. Daneben gab es den Sechszylinderdiesel FX30d mit drei Litern Hubraum, 238 PS und 550 Nm Drehmoment. Sämtliche Versionen hatten Allradantrieb und ein 7-Gang-Automatikgetriebe.
Die beiden Benzinmotoren verbrauchten offiziell nach Norm zwischen 12,1 Litern beim Sechszylinder und 13,5 Litern beim Achtzylinder, hatten Emissionswerte von 282 bis 315 g/km CO2. Der Diesel besaß einen Normverbrauch von 9,0 Litern und einen entsprechenden Emissionswert von 238 g/km CO2.