在 2002 年新车亮相后不久，总部位于海明根的产品线有了扩展 Cayenne 车型系列的任务。保时捷执行董事会的愿望单上的项目之一就是一款增强了公路性能的衍生车型，定位在 Cayenne S 与 Cayenne Turbo 之间。奥利弗·拉奎（Oliver Laqua）如今是 Cayenne 的整体车辆项目负责人，他曾在 1998 年担任第一代 SUV（内部代号 E1）的概念工程师。2004 年，他被委托设计一款在各个方面都特别运动的 Cayenne 车型，这位年轻工程师就开始了代号为“Roadrunner”的项目。奥利弗最初的设想是一款特别轻量化的车，他回忆道：“我们计划是取消分动箱，因为光是去掉分动箱就能减少 80 公斤的车重，我们还考虑过把车内座椅换成四个赛车座椅，以进一步减轻重量和营造更为感性的感觉。”
六速手动变速箱与独有的底盘标定
然而只提供后轮驱动的“Roadrunner”并没有得到董事会的青睐，桶形座椅也不切实际。然而在动力总成方面，设计师们达成了目的：采用自然吸气的 V8 发动机，而不是涡轮增压发动机。
“在这个项目中，重要的不仅是动力，更是车辆必须拥有真正的油门响应。” 奥利弗表示。进气系统经过扩大与改进，最终 4.8 升发动机的输出功率从 Cayenne S 的 283 kW（385 PS）提升到了 294 kW（405 PS）。此外，六速手动变速箱也作为标配。为进一步提高车辆的响应性能，终传比从 3.55:1 升级到了 4.1:1。另外也有换挡策略更为运动的 Tiptronic S 变速箱可供选择。悬挂是专门为 GTS 车型所调校的。钢质悬架首次与保时捷主动悬挂管理系统（PASM）相结合来控制减震器阻尼，这一概念此前只适用于双门跑车。
由世界拉力锦标赛冠军沃尔特·罗尔（Walter Röhrl）参与调校
为了对第一代 Cayenne 的底盘系统进行微调，保时捷寻求两届世界拉力锦标赛冠军的建议：沃尔特·罗尔对 E1 的原型车进行了测试，包括在传奇的纽博格林北环赛道以及在北极圈内的冰雪试车场。这位四届蒙特卡洛拉力赛冠军的技术与经验对四轮驱动系统的设定有很大的影响，罗尔也参与了第一款 Cayenne GTS 的微调工作。
新车型无需对保时捷牵引力管理系统（PTM）进行任何设计上的修改。标准情况下发动机向前轴和后轴输出动力的比例就是 38:62，如果需要的话也可以通过多片式离合器进行从 100:0 到 0:100 的调整。罗尔认为：“如果我想要有运动感的全轮驱动，那我必须确保四个车轮都在控制之中。”他于 1993 年加入保时捷，担任试车手，如今已成为保时捷形象大使，“不是一根轴转动得比另一根更快，这就是中央差速器与后差速器锁发挥作用的地方。否则你的动力会从没有负载的轮胎上丢失。”
保时捷动态底盘控制系统（PDCC）增强了 Cayenne 在驾驶动力学上的潜力，该车的侧倾稳定系统可以与空气悬挂和 PASM 结合使用。两个主动式防倾杆与液压枢纽电机相互作用，通过施加一个反作用力来保证车身在转弯时侧倾幅度能尽可能的小。“车身的晃动是影响驾驶操控的最大问题。”在 Cayenne 二十周年之际庆祝自己 75 岁生日的罗尔表示，“重量都压在外侧的车轮上，内侧的车轮只能传递很有限的动力，我需要防止这种情况发生，主动防侧倾是最重要的创新之一。有了这个，你可以确保即使是高大的车辆也能拥有非常好的操控性。”
此外，这一新型 Cayenne 车型的乘坐高度明显降低。与 Cayenne S 相比，安装了钢制弹簧的车型离地间隙减少了 24 mm，选装了空气悬挂后在标准模式下离地间隙减少 20 mm，在车速超过 125 km/h 后空气悬挂会降低 9 mm，在 210 km/h 以上时会进一步降低 5 mm。
运动的外观，低沉的声浪
这款车型对于运动型公路性能的关注进一步体现在更大的进气口和突出的尾部以及轮拱上，轮拱加宽了 14 mm 以容纳 21 英寸直径的车轮（轮胎扁平比为 295/35）。后部也可配备可电动升降的双层扰流板。黑色的车窗窗框、门把手以及 B 柱与 C 柱上的装饰、排气系统的镀铬尾管都强调了这台车型的运动定位。排气系统的声浪可以通过中控台上的“Sport”按钮来加强，按下这个按钮同时还会改变油门踏板的响应曲线，使 V8 发动机的反应更加迅猛。侧向支撑抬高的 12 向可调的运动座椅取代了最初设想的桶形赛车座椅。
对保时捷所有车型带来的启示
这个车型名称取自于保时捷历史车型 928 GTS，它在 1995 年停产，它的名字又源于 20 世纪 60 年代的保时捷 904 Carrera GTS。带有 GTS 后缀的历史车型就体现了它额外的运动感以及出色的长途公路旅行的品质。这一 Cayenne 系列新成员所代表的的概念在销售上很快获得了成功，受到这一启发，保时捷的其他产品系列也诞生了新的衍生车型，包括基于相同原则的 GTS 车型：略微增加的发动机输出功率、明显更加灵活的操控性以及在视觉上更为动感的配色与设计。
从 V8 到 V6，再到 V8
第一代 Cayenne GTS 搭载 298 kW（405 PS）V8 发动机于 2007 年在法兰克福车展上首次亮相，随后推出这一代 Cayenne 的中期改款车型（E1 II），不久之后，一款限量 1000 台的 Porsche Design 版本亮相，它采用了更为特别的配色方案，外观与内饰都非常独特。
第二代 Cayenne GTS（E2）于 2012 年在北京亮相。V8 发动机的输出功率增加至 309 kW（420 PS）新设计的对比色 GTS 套件提供了特别动感的内饰设计。2014 年，保时捷在洛杉矶发布了升级版的 Cayenne GTS（E2 II），其采用了 V6 发动机，与中期改款前的车型相比，双涡轮增压器为它带来了额外的 20 PS 与 85 Nm 的扭矩。
目前 E3 一代的 Cayenne 车型中，两款 Cayenne GTS 的衍生车型在 2020 年推出，Cayenne GTS 和首次出现的 Cayenne GTS Coupé。两款车都拥有令人印象深刻的动态性能并续写着 Cayenne 的成功故事。它们配备了 4.0 升双涡轮增压 V8 发动机，输出功率高达 338 kW（460 PS）和 620 Nm 的峰值扭矩。运动倾向的悬挂调校与独特的内饰氛围成为了所有 GTS 车型的标准。Cayenne 在客户中的受欢迎程度依然有增无减：在欧洲与北美，2021 年有大约 10% 的 Cayenne 用户选择了 GTS 车型，而在德国本土，这一比例更是高达 16%。
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