สำหรับขุมกำลังเครื่องยนต์ของ KTM 390 Adventure อ้างอิงพื้นฐานมาจากรุ่น RC 390 และ DUKE 390 เป็นเครื่องยนต์แบบสูบเดียวขนาดความจุ 373.2 ซีซี. DOHC 4 วาล์ว ระบายความร้อนด้วยน้ำ ขนาดความจุของกระบอกสูบ ลูกสูบ 89 x 60 มม. อัตรากำลังอัด 12.6:1 จ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ขนาดลิ้นปีกผีเสื้อ 38 มม. ให้กำลังสูงสุด 44 แรงม้าที่ 9,000 รอบ/นาที แรงบิด 37 นิวดัน-เมตรที่ 7,000 รอบ/นาที ส่งกำลังด้วยเกียร์ 6 สปีด พร้อมระบบ Slipper Clutch ที่ช่วยลดการกระชากเวลาเปลี่ยนเกียร์ ชุดคลัทช์เป็นแบบเปียกขับเคลื่อนด้วยชุดโซ่และสเตอร์ สตาร์ทเครื่องยนต์ด้วยระบบไฟฟ้า ขับเคลื่อนด้วยโซ่และสเตอร์โดยเครื่องยนต์ในรุ่นนี้ใช้เทคโนโลยีเดียวกับ RC8, KTM 1290 Supper Duke R ที่มีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบา พร้อมทั้งปรับปรุงทางเดินระบบไอดี/เสีย และอัตรากำลังอัด ทำให้อัตราเร่งของเครื่องยนต์จัดจ้านในทุก ๆ เกียร์ นอกจากนี้ยังผ่านมาตรฐานไอเสียระดับ EURO 4 เป็นที่เรียบร้อย