Cadillac CTS Sport Concept bazuje na seryjnym modelu CTS z 6-cylindrowym silnikiem w układzie V o pojemności 3,6 l. Samochód przygotowany na targi w Los Angeles poddano przeróbkom stylistycznym, dzięki czemu Cadillac zyskał na agresywności.
Zmodyfikowano przednią część, gdzie pojawił się nowy zderzak z grillem w kolorze nadwozia oraz nowa maska silnika. Przestylizowano także tylny zderzak, a całość podkreślają wyprofilowane listwy progowe. Elementy karoserii w dużej części wyprodukowano z włókien węglowych, które znajdziemy także we wnętrzu.