Двигатель/трансмиссия представляет собой двухцилиндровый V-образный двигатель с водяным охлаждением и углом развала цилиндров 52°, установленный параллельно раме. Двигатель имеет три клапана на цилиндр: два впускных и один выпускной, которые приводятся в действие одним верхним распределительным валом через коромысла. Распределительные валы приводятся в действие цепью от коленчатого вала.
Блок двигателя и трансмиссии изготовлен из алюминиевого сплава, а картер разделен вертикально. Картер двигателя оснащен мокрым картером, системой смазки под давлением и масляным насосом с цепным приводом. Цельный кованый коленчатый вал вращается в двух коренных подшипниках. На левом конце коленчатого вала установлен ротор генератора. В моделях XL600V и XL650V ротор опережения зажигания находится на правом конце коленчатого вала. В моделях XRV750 триггеры опережения зажигания встроены в ротор генератора.
Сцепление мокрого типа, многодисковое, с приводом от коленчатого вала. Трансмиссия — пятиступенчатая с шестернями постоянного зацепления. Конечный привод на заднее колесо осуществляется через цепь и звездочки.