Под капотом Corvette Z06 устанавливается 6,2-литровый бензиновый турбодвигатель V8. Мощность мотора составляет 659 л.с. и 881 Нм крутящего момента. Таким образом, автомобиль стал самым мощным серийным экземпляром из когда-либо выпущенных General Motors. Агрегат работает совместно с 8-ступенчатой автоматической трансмиссией 8L90 с функцией ручного управления подрулевыми переключателями. До 100 км/ч автомобиль разгоняется за 2,95 секунды.
Топовый двигатель с индексом LT4 оснащен непосредственным впрыском, системой отключения части цилиндров, системой изменения фаз газораспределения и самыми современными решениями для эффективного сжигания топлива.
Машина получила расширенные передние крылья, увеличенные вентиляционные отверстия, тормозная система Brembo и легкосплавные алюминиевые колесные диски. В зависимости от комплектации для отделки салона может использоваться кожа Nappa, алюминий, углеродное волокно и микрозамша.
Несущая конструкция кузова Corvette Z06 выполнена из специального алюминиевого сплава, который увеличил показатели жесткости кузова на 57% по сравнению с предыдущим поколением. Это позволило создать версию со съемной крышей из углеродного волокна. Даже со снятой крышей жесткость новой модели на 20% выше в сравнении с предыдущими версиями с несъемной крышей, и на 60% выше чем у предыдущих моделей с установленной съемной крышей.
Водителю доступны система Launch control, система активного рулевого управления (электронная система динамической стабилизации StabiliTrak), противобуксовочная система управляет тягой и крутящим моментом при движении в сложных погодных условиях, а также систма Performance Traction Management, которая позволяет выбирать из пяти режимов ограничения крутящего момента двигателя и алгоритмов работы тормозной системы. Также спорткар оснащается дифференциалом повышенного трения с электронным управлением.
