Der Cadillac ATS kommt mit einem 4,65 Meter langen Stufenheck mit betont kantigem Design daher. Angetrieben wird er von einem Benzinmotor mit zwei Litern Hubraum. Der Vierzylinder-Turbo leistet 203 kW/276 PS und beschleunigt die Limousine auf bis zu 240 km/h. Den Verbrauch gibt Cadillac mit 8,2 Litern und den CO2-Ausstoß mit 199 g/km an.

In der Basisversion fährt der ATS mit Sechsgang-Schaltgetriebe und Heckantrieb. Gegen Aufpreis gibt es eine sechsstufige Automatik und Allradantrieb. Ebenfalls extra kosten die zahlreich bestellbaren Assistenz- und Sicherheitssysteme - vom Head-up-Display bis zum Abstandstempomaten mit automatischer Notbremse.