法拉利599 GTO的这台V12发动机同样是源于599XX,但针对环保法规进行了重新调校。在高达8,250 rpm时提供670 hp的峰值马力,457 pf-ft(约为619 Nm)的最大扭矩则在6,500 rpm出现。599 GTO采用赛车式的进气系统设计,较短的进气道提高了进气效率,改善发动机在高转速下的动力输出。渗进座舱的发动机运转声是经过精心调配的,法拉利工程师需要在发动机进气声和车尾的排气声之间找到一个合适的比例。传动轴将动力传递给车尾的六前速变速箱,这台高性能变速箱仅需60毫秒就能完成档位切换。
按照法拉利传统,每款新车都将采用最新的技术。因此599 GTO配备了新近研发的第二代碳纤维陶瓷制动碟,不仅比原来的重量更轻,还能提供更高的性能。新设计的空气动力学套件也具有非凡的表现,例如新设计的轻质合金车轮能够改善空气动力效能提高制动碟的冷却效果。由米其林研发的超级跑车轮胎拥有更高的抓地力。