Thiết kế ngoại thất có chung phong cách với các xe khác của Mazda, đặc biệt là phần mũi và đuôi.
CX-9 thế hệ mới ngắn hơn trước 30mm, xuống còn 5.065mm, dù chiều dài cơ sở tăng 55mm. Điều này có nghĩa là đầu và đuôi xe ngắn hơn, tạo dáng năng động hơn, cùng bộ vành cỡ từ 18 đến 20 inch.
Nhờ trọng lượng xe giảm 90 kg ở bản FWD và 130 kg ở bản AWD, nên các kỹ sư của Mazda có thể tăng độ dày cửa kính và ứng dụng thêm một số công nghệ chống ồn; từ đó tiếng ồn trong xe giảm 12% ở tốc độ 100 km/h.
Bên trong xe đủ chỗ cho 7 người ngồi, với 3 hàng ghế.
Trang bị nội thất đáng chú ý gồm: hệ thống đèn LED bao quanh xe, 4 cổng USB, dàn âm thanh Bose, hệ thống thông tin giải trí Mazda CONNECT với sự hỗ trợ của màn hình cảm ứng 7 hoặc 8 inch phục vụ các chức năng như Bluetooth, dẫn đường, điện thoại, hệ thống nghe nhạc Pandora hoặc Aha by Harman. Trước mặt tài xế là màn hình TFT màu 4.6 inch nằm giữa cụm đồng hồ, cùng màn hình head-up chiếu lên chân kính chắn gió.
Động cơ V6 3.7L của thế hệ trước giờ đây được thay bằng động cơ 4 xy-lanh tăng áp 2.5L mà Mazda giới thiệu là động cơ tăng áp đầu tiên trên thế giới có khả năng thay đổi nhịp xả theo tốc độ động cơ.
Với xăng RON-93, động cơ mới này cho công suất cực đại 250 mã lực tại 5.000 vòng/phút và mô-men xoắn 310 lb-ft (420 Nm) tại 2.000 vòng/phút. Với xăng RON-83, công suất giảm còn 227 mã lực. Trang bị hộp số duy nhất là tự động 6 cấp.
Mazda đã bổ sung một số trang bị an toàn cho CX-9 thế hệ mới, như hệ thống cảnh báo điểm mù, hệ thống kiểm soát hành trình Mazda Radar Cruise Control, hoạt động ở tốc độ từ 30 km/h đến 145 km/h, hệ thống hỗ trợ xe chạy đúng làn đường, hệ thống cảnh báo xe chạy chệch làn đường, hệ thống điều khiển đèn pha, hệ thống hỗ trợ đo khoảng cách, hệ thống cảnh báo chướng ngại vật phía trước, hệ thống hỗ trợ phanh thông minh, hoạt động ở tốc độ trên 15 km/h
Mazda CX-9 phiên bản 2017 có 7 lựa chọn màu sơn, gồm: xám (như trong ảnh), đỏ, trắng ngọc trai, bạc, xanh, đen và titan.
Xe CX-9 thế hệ mới sẽ có mặt trên thị trường Mỹ vào đầu năm sau.