为了提高发动机效率和输出功率，工程团队对燃烧系统进行了改进，将发动机的压缩比从12.2提高到12.5，这在高性能发动机版本中被归类为性能等级2（PC2）。而在发动机输出功率较低的PC1版本，新款发动机的压缩比提高效果更为显著，可从9.6提高到10.5。为了抵消因压缩比提升所带来的噪声-振动-声振粗糙度（NVH）影响，工程团队在进气凸轮轴上应用了电动凸轮轴调节器，减小发动机启动时的压缩比。
新款发动机的往复运动部件性能同样得到了加强，其曲轴销的直径从47.8 mm增加到50.0 mm；连杆长度从144 mm减小到140 mm，以应用更厚的活塞顶部。该款发动机还应用了可变几何截面废气涡轮增压器（VGT），其燃油喷射压力从35 MPa增加到50 MPa。如果燃油喷射压力要达到50 MPa，则需要改变机械燃油泵的驱动系统以应对额外的负荷。与上代EA888发动机由排气凸轮轴驱动方式不同，新款发动机由布置在曲轴箱上的平衡轴驱动。尽管缸内压力增加，但喷油器仍然使用O型圈进行密封，燃油轨则通过锻造工艺进行生产，以增加其强度。
与可变几何涡轮增压器配合使用的是一款全新的空气-水热交换器的充气冷却系统，应用该系统可降低发动机在不同车型中布置的复杂性。
新款发动机的中冷器集成在进气歧管内，根据奥迪汽车的描述，即使在发动机采用米勒燃烧循环技术，其也能提供出色的增压冷却能力。值得注意的是，与上代空-空中冷解决方案相比，该系统能够控制充气温度稳定，这对于在高增压发动机中的燃烧稳定性至关重要。此外，系统布置在靠近进气管进口的位置，有助于改善节流响应。但由于节流阀位于增压器的压缩机和进气管道至中冷器之间的位置，因此，需要增加水冷却效能以防止阀门过热和由于受热膨胀导致的潜在泄露危险。
如上所述，EA888 evo5发动机在进气侧配备了电子凸轮调节器，其调整范围为156°，而上代液压系统调整范围仅为60°。奥迪汽车主导开发团队表示，应用该调节器，可以在全功率范围内进行调整，降低压缩比，这意味着发动机在启动时可以大幅提高NVH性能，尽管新款发动机的压缩比更高。
即使在已简化了的奥迪汽车气门升程系统（AVS）PC2版本，新款发动机的NVH性能也表现优异。上代机型使用了具有8个调节器的4组独立凸轮件，这种复杂的系统增加了布置空间需求和生产成本。而全新系统则将2组凸轮件合并在一起，通过使用2个双作用执行器实现开关切换动作。这种方法在缸盖周围腾出了空间，使得增压冷却器布置更为紧凑，同时可简化生产工艺。通过使用精密套筒连接之前相对独立的凸轮套件，可以充分利用现有生产线。
与上代机型一样，EA888 evo5发动机采用米勒循环技术，但使用了更为极端的形式促进全负荷情况下实现λ=1的运行和更高的压缩比。为了实现该目标，需要废气涡轮增压、增压冷却、气门正时和燃烧室设计协同，一个关键因素是最大可能在燃烧室外压缩进气，并结合增压冷却器最佳的降温性能。这有助于克服米勒循环早期关闭气门正时的劣势，同时避免爆燃问题，并且无需推迟点火正时，从而保证了输出功率不受影响。
奥迪汽车强调，为了应对在进气门提前关闭的情况下实现高增压带来的挑战，在有限空间内优化了燃烧室形状，可以在上止点附近获得高压缩比。测试结果表明，与evo4发动机相比，新款发动机可以承受高达60 kPa的增压压力，PC2版本发动机的扭矩则增加了20 N·m，输出扭矩增加2%～3%。
毫无疑问，EA888发动机是大众汽车集团较大型内燃机平台的“全球”主力机型（包括通过横置发动机平台生产的机型）。EA888 evo5发动机的升级换代是一次了不起的进步，发动机的热效率达到了38%，同时发动机的生产效率也得到了提升。
