С самых ранних лет своего существования компания «Кадиллак» стремилась к высокоточной разработке и элегантной роскошной отделке, чтобы её автомобили сравнивались со всем прекраснейшим в Соединённых Штатах. В 1908 году важным новшеством стало использование взаимозаменяемых частей. «Кадиллак» был первым производителем, запустившим в серию полностью закрытый автомобиль такси в 1910 г., а в 1912 г. стал пионером в использовании единой электрической системы, включавшей стартер, зажигание и освещение. В 1928 г. Кадиллак представил первую бесшумную синхронизированную ручную механическую коробку переключения передач, использующую шестерни с постоянным зацеплением.

Первый автомобильный кондиционер также был установлен на Кадиллаке, имел мощность охлаждения 370 Вт, и был создан фирмой «С & С Kelvinator Co» в 1930 году.

 Дизайн кузова

В 1927 г. Кадиллак представил кузов дизайнерской разработки (в отличие от спроек­ти­ро­ван­но­го конструкторами). С 1926 г. стал устанав­ли­вать­ся ударопрочный триплекс. Также Кадиллак представил первую цельностальную крышу на пассажирском автомобиле. Ранее автомобильные крыши изготавливались из дерева.

В 1948 г. крылья кузова была дополнены декоративными «плавниками». В Эльдорадо Бруэм 1957 года была предложена функция «сиденья с памятью» (англ. memory seat), позволявшая запоминать и вызывать настройки положения сиденья для разных водителей. В 1964 г. была представлена первая полностью автоматизированная система обогрева/кондиционирования, позволявшая водителю установить желаемую температуру, поддерживаемую «климат-контролем». С конца 1960-х гг. Кадиллак предлагал оптоволоконную систему предупреждения водителя об отказе электроламп. Подушки безопасности для водителя устанавливались на некоторых моделях Кадиллаков с 1974 по 1976 гг.

Перспективные двигатели и трансмиссии

Первым относительно массовым автомобилем с V8 двигателем стал Кадиллак модели 1914 года. Двигатель имел объём 5429 см³ и был нижнеклапанным, в первый же год было выпущено порядка 13 тысяч Кадиллаков с этим двигателем.

В 1915 г. фирма представила двигатель V8 с развалом цилиндров 90° мощностью 70 л.с. (52 кВт) при 2400 об./мин и крутящим моментом 240 Н·м (180 футов на фунт сил), что позволило её автомобилям достичь скорости 65 миль в час. Это было больше, чем допускалось большинством тогдашних дорог. В 1918 г. Кадиллак впервые внедрил двухплоскостной коленчатый вал для двигателей V8. В 1930 г. Кадиллак разработал первый двигатель V16 с верхними клапанами разнесёнными под 45°, объёмом 452 дюйма³ и мощностью 165 л.с. (123 кВт), один из самых мощных и тихих двигателей в Соединённых Штатах. Разработка и внедрение двигателей V8, V16 и V12 помогли сделать Кадиллак «Стандартом для всего мира».

Более поздняя модель двигателя V8, известная как верхнеклапапанная, в 1949 г. установила стандарт для всей американской автомобильной промышленности.