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Das neue Sechsgang-Doppelkupplungsgetriebe (DCT) ist mit dem 1,4-Liter-Turbobenziner mit 103 kW (140 PS) kombiniert, der auch dank serienmäßiger Start&Stopp-Automatik mit niedrigen Verbrauchswerten und geringem CO2-Ausstoß überzeugt. Das technisch aufwändige Getriebe wechselt die Gänge nahezu ohne Zugkraftunterbrechung. Mit den Vorteilen eines klassischen Automatikgetriebes verleiht es dem Fiat 500X mit Vorderradantrieb ein noch höheres fahrdynamisches Potenzial. Bei Bedarf kann der Fahrer Gangwechsel nämlich auch manuell durchführen. Ähnlich wie in einem Rennwagen wird dazu der Schalthebel lediglich in einer Ebene nach vorne (Herunterschalten) oder hinten (Hochschalten) gedrückt. Alternativ sind Gangwechsel mittels entsprechender Schaltwippen am Lenkrad möglich.

Das Doppelkupplungsgetriebe (Twin Clutch Transmission) baut, vereinfacht ausgedrückt, auf zwei in einem Gehäuse vereinten Teilgetrieben mit den geraden (2., 4. und 6. Gang) beziehungsweise ungeraden Gängen (1., 3. und 5. Gang) auf, zwischen denen mit zwei Trockenkupplungen hin und her geschaltet wird. Der jeweils als nächstes benötigte Gang ist in dem momentan vom Antriebsstrang abgekoppelten Getriebe bereits vorgewählt. Beim Gangwechsel schließt eine Kupplung, während die zweite gleichzeitig öffnet. Dies ermöglicht Schaltvorgänge nahezu ohne Zugkraftunterbrechung innerhalb von Sekundenbruchteilen.

Der ab Mai in einer zusätzlichen zweiten Leistungsstufe mit 125 kW (170 PS) angebotene 1,4-Liter-Vierzylinderbenziner des Fiat 500X ist ein wahres Wunderwerk der Technik. Er kombiniert Turboaufladung mit der innovativen Ventilsteuerung MultiAir. Diese beruht auf der elektro-hydraulischen Steuerung der Ventile, die in konventionellen Motoren von der Nockenwelle betätigt werden. Dank MultiAir lassen sich beim neuen Fiat 500X die Einlassventile zylinderindividuell steuern. Die Verbrennungseffizienz des Motors wird durch die MultiAir Technologie, die bei Fiat Teil der Downsizing-Strategie ist, deutlich optimiert. MultiAir-Triebwerke erzielen im Vergleich zu herkömmlichen Konzepten einen um bis zu 10 Prozent niedrigeren Kraftstoffverbrauch, die Stickoxide (NOx) im Abgas gehen um bis zu 30 Prozent zurück. Die Leistung wird dagegen um bis zu 10 Prozent, das Drehmoment im unteren Drehzahlbereich um rund 15 Prozent gesteigert.

Die zusätzliche Leistungsstufe des Turbobenziners 1.4 MultiAir ist mit Vierradantrieb und dem Neunstufen-Automatikgetriebe kombiniert. Der neue Fiat 500X ist zusammen mit dem Jeep Renegade das einzige Fahrzeug im Segment, für das ein solches Getriebe angeboten wird. Die Neunstufen-Automatik erhöht mit schnellen Gangwechseln und verzögerungsfreiem Ansprechen den Fahrspaß und optimiert gleichzeitig die Effizienz. Denn die zusätzlichen Gangübersetzungen sorgen dafür, dass der Motor nahezu immer im unter Verbrauchsgesichtspunkten optimalen Drehzahlbereich arbeitet. Je nach Lust und Laune kann der Fahrer außerdem manuell die Gänge wechseln - die elektronische Steuerung des Getriebes ermöglicht sequenzielles Schalten.