Das Motorenprogramm des ix20 umfasst zwei Ottomotoren und zwei Dieseltriebwerke. Die Basismotorisierung, ein 1,4 Liter großer Vierventil-Vierzylinder mit kontinuierlicher variabler Ventilsteuerung CVVT, leistet 66 kW (90 PS) und beschleunigt den City-Van auf bis zu 167 km/h. Das Aggregat, kombiniert mit einem Fünfganggetriebe, ist genügsam im Umgang mit Kraftstoff: Lediglich 6,0 Liter beträgt der Gesamtverbrauch, und die Kohlendioxid-Emission beläuft sich auf 140 Gramm pro Kilometer. Die Spritspar-Variante blue, ausgestattet mit Start-Stop-Automatik ISG, kommt mit noch weniger aus: Der Verbrauch liegt bei 5,6 Liter und der CO2-Ausstoß bei 130 g/km. Kaum mehr fließen durch die Einspritzanlage des stärkeren 1,6-Liter-Motors: Das 92 kW (125 PS) starke Triebwerk verbraucht pro 100 Kilometer Fahrstrecke 6,4 Liter Super und gibt 148 Gramm Kohlendioxid an die Umwelt ab. Auch dieser Motor, der den ix20 auf bis zu 184 km/h beschleunigt, ist als blue-Version verfügbar. Dann reduziert sich der Verbrauch auf 5,9 und das CO2-Niveau auf 139 Gramm. Der 1,6-Liter wird über ein manuelles Sechsganggetriebe oder optional über eine Vierstufen-Automatik geschaltet.

Sparmeister der Baureihe ist der ix20 1.4 CRDi, gleichfalls mit Sechsganggetriebe. Das 66 kW (90 PS) starke Aggregat wurde im Dieselkompetenzzentrum der Marke in Rüsselsheim entwickelt und verfügt über modernste Technik. So arbeitet die Common-Rail-Direkteinspritzung des Motors mit variabler Turboladergeometrie und einem maximalen Druck von 1.800 bar. Die Folge: Das kleine Kraftwerk arbeitet äußerst effizient und kommt mit nur 4,5 Litern Gesamtverbrauch auf 100 Kilometern aus. Entsprechend gering fällt der CO2-Wert aus: Er beträgt 119 Gramm pro Kilometer. Unterboten wird der Selbstzünder noch von der blue-Variante: Bei ihr stehen ein Verbrauchswert von 4,3 Liter und ein CO2-Niveau von 114 g/km zu Buche. Höchstwerte bei Agilität und Fahrspaß verspricht der ix20 1.6 CRDi, der mit 85 kW (116 PS) Leistung aus dem Vollen schöpft. Die Beschleunigungszeit von null auf 100 km/h beträgt 11,5 Sekunden, die Höchstgeschwindigkeit 182 km/h. Für besondere Effizienz stehen der Gesamtverbrauch von 4,7 Litern Dieselkraftstoff (blue: 4,4 Liter) und ein durchschnittlicher CO2-Wert von 125 g/km (blue: 117 g/km).