Do napędu PCX125 służy ulepszony, czterozaworowy, chłodzony cieczą silnik SOHC Smart Power Plus (eSP+) zapewniający moc 9,2 kW przy 8750 obr/min i maksymalny moment obrotowy 11,7 Nm przy 6500 obr/min. Średnica cylindra i skok tłoka wynoszą 53,5 mm x 55,5 mm, ze stopniem sprężania 11,5:1.
Przyspieszenia zarówno ze startu zatrzymanego i jak i przy zwiększaniu prędkości są bardzo żwawe, a PCX bez wysiłku utrzymuje stałą prędkość jazdy około 90 km/h. Prędkość maksymalna wynosi 98 km/h. Dzięki zużyciu paliwa na poziomie zaledwie 2,1 l/100km (tryb pomiarowy WMTC) i zbiornikowi paliwa o pojemności 8,1 l, zasięg pomiędzy tankowaniami wynosi około 385 km.
Rozwiązaniem technicznym zwiększającym pewność kierowcy na mokrej nawierzchni jest system kontroli momentu obrotowego Honda Selectable Torque Control (HSTC), którego zadaniem jest nadzorowanie przyczepności tylnego koła. Wskaźnik 'T' (przyczepność) w zespole wskaźników miga, gdy HSTC aktywnie zmniejsza poślizg koła. System HSTC można całkowicie wyłączyć.
Silnik korzysta z opracowanych w Hondzie rozwiązań i technologii eSP+, służących obniżeniu tarcia, co przy dobrze przemyślanym rozplanowaniu takich elementów jak pompa oleju (wbudowana w skrzynię korbową), pozwoliło na dalsze podniesienie sprawności jednostki napędowej. Kompaktowa komora spalania i wtrysk paliwa PGM-FI, z kanałem wlotowym przepustnicy o średnicy 28 mm, zwiększonym o 2 mm, przyczyniają się do optymalnej wydajności spalania i efektywnego chłodzenia.
Cylinder o osi przesuniętej względem osi wału korbowego pozwolił na zmniejszenie tarcia wywołanego kontaktem tłoka z gładzią cylindra, dzięki czemu energia spalania przekazywana jest na wał korbowy z większą sprawnością. Żeliwna, „kolczasta” tuleja cylindrowa (wyposażona od zewnątrz w niewielkie wypustki), pozwala na skuteczniejsze zapobieganie odkształceniom cieplnym wnętrza cylindra. Taka konstrukcja obniża naprężenia w pierścieniach tłokowych, zmniejszając straty tarcia. Hydrauliczny napinacz łańcucha rozrządu dodatkowo poprawia sprawność silnika redukując drgania i przyczyniając się w ten sposób do minimalizacji zużycia paliwa.
Dysze natryskujące olej na denko tłoka – podobne do stosowanych w wyczynowych motocrossowych motocyklach CRF450R – zapewniają stabilne chłodzenie tłoków. Pozwala to na uzyskanie właściwego czasu zapłonu i zapobiega nieprawidłowościom spalania, jak spalanie stukowe. Hydrauliczny napinacz łańcucha rozrządu ogranicza wibracje, hałas pracy łańcucha i zmniejsza straty tarcia.
Wysokowydajna chłodnica wbudowana w zewnętrzną prawą stronę skrzyni korbowej wykorzystuje niewielki, lekki wentylator, redukujący tarcie i obniżający opory powietrza. Opory toczenia w zespole przekładni zmniejszono dzięki trzem głównym łożyskom o niskich oporach toczenia zaprojektowanym tak, by przenosić obciążenia, którym łożysko jest rzeczywiście poddawane. Zoptymalizowane sprzęgło i koła pasowe przyczyniają się do poprawy osiągów.
Elektronicznie sterowany bezszczotkowy rozrusznik, pracujący także jako alternator (ACG), jest montowany wprost na końcu wału korbowego. Bezpośrednio obracając wał korbowy, eliminuje on hałas spowodowany sprzęganiem kół zębatych i pracą zazębień.
System Idling Stop automatycznie zatrzymuje silnik po trzech sekundach pracy na biegu jałowym, gdy skuter jest nieruchomy i załączony jest hamulec, następnie natychmiast uruchamia ponownie silnik po obróceniu manetki przepustnicy. System jest wyjątkowo przyjazny w użyciu, dzięki rozrusznikowi ACG i systemowi cofania wału korbowego, który przywraca go do pierwotnej pozycji przed suwem ssania i dzięki mechanizmowi dekompresji, który minimalizuje opory rozruchu powodowane sprężaniem. System Idling Stop monitoruje poziom naładowania akumulatora i w razie potrzeby wyłącza się, by uniknąć nadmiernego rozładowania.
Aby spełnić wymagania normy emisji spalin Euro 5+, nowe ustawienia ECU zostały dopasowane do przeprojektowanego układu wydechowego z uwzględnieniem nowej pozycji katalizatora i z nowym czujnikiem O2.