Модель R8, как и ряд других моделей автоконцерна Audi производится исключительно на заводе quattro GmbH - дочернем предприятии германской компании по производству автомобилей Audi AG, которая, в свою очередь, является частью концерна VG. Предприятие базируется в Неккарзульме недалеко от Штутгарта. Производственные цеха расположены на территории прекратившего деятельность завода NSU Motorenwerke AG, известного мировым первенством в применении бесклапанного роторного двигателя в 1970-х годах. В базовой комплектации Audi R8 оснащается двигателем V8 объёмом 4.2 литра, использующим фирменную технологию FSI, который вырабатывает максимальную мощность равную 420 лошадиным силам. Это позволяет автомобилю разгоняться с 0 до 100 км/ч за 4.6 секунды. Максимальная скорость суперкара в целях безопасности ограничена электроникой на отметке 301 км/ч. Опционально покупатели Audi R8 могут заказать 5.2-литровый двигатель V10 мощностью в 525 лошадиных сил. Независимо от моторизации, мощность будет передаваться посредством шестиступенчатой механики или специальной коробки Audi R Tronic с помощью передаточного механизма, позаимствованного у Lamborghini Gallardo. Кроме этого, R8 оснащена системой полного привода и ультра-лёгким кузовом на основе сплава алюминия. Дизайн автомобиля разрабатывался итальянским автомобильным дизайнером Вальтером де Сильвой и его дизайнерской командой. Из особых деталей экстерьера можно подчеркнуть "гирлянду" из светодиодов под фарами, традиционно устанавливаемую практически на все современные автомобили Audi.