Експерименталните автомобили на Mercedes-Benz задават нови стандартни в автомобилната индустрия. F100, първият автомобил от серията "F", се появи през 1991 одина. Сред отличителните характеристики на автомобила са централно позиционираната седалка на шофьора, както и бордовият компютър, който разграничава три нива на приоритет по отношение на безопасността. Освен това има система за разпознаване на гласови команди, радарна система за контрол на дистанцията, система за автоматично набиране на номер за спешна помощ, соларни панели на покрива и паралелни чистачки. През 1991 година тези иновации са били революционни, но днес много от тях са реалност, потвърждавайки колко важни са целенасочените научни изследвания за техническия прогрес.

Вторият експериментален автомобил е F 200 Imagination („Въображение”) от 1996 година – авангардно купе с пътническо отделение, покрито със стъклен купол. Оборудването включва динамичната система за управление "drive-by-wire", която позволява на водача да управлява автомобила и да задейства спирачките с един от страничните лостове, разположени в централната конзола и вътрешния панел на вратата. Другите нововъведения включват активната система на окачване Active Body Control (ABC), видео камери вместо огледала за обратно виждане, врати, които се отварят автоматично с магнитна карта (предшественик на сегашната система "Keyless Go" за достъп до управлението без ключ), странични и прозоречни въздушни възглавници (които днес вече са обичайно оборудване), както и система за активно осветяване на завоите (която също вече е част от обичайното оборудване).

През 1997 година триколесният F 300 Life-Jet внесе усещането за мотоциклет в света на автомобила. Публиката бе впечатлена от активната система за управление на наклона (ATC) на предните колела, която позволява на Life-Jet да се накланя на завоите като мотоциклет. Водачът и пътникът се качват през конвенционални врати и сядат един зад друг, като на мотоциклет. Шофьорското място на Life-Jet наподобява кокпита на самолет. Динамичното ускорение се осигурява от двигател на A-класа, който е разположен зад пътническата кабина и задвижва единичното задно колело. Управляваните с компютър рефлектори на фаровете следват във всеки един момент посоката на пътя и позволяват да се избегнат неосветените зони при движение в завои през нощта.

2002 година бе свидетел на появата на F400 Carving, един безкомпромисно расов спортен автомобил с изключително плоска и издължена предна част, къса задна част, устойчив на атмосферни влияния, с направен по мярка интериор за двама пътници. И тук специално внимание се отделя на системите, които увеличават динамиката при шофиране, например активната система за регулиране на наклона на предните и задните колела (ATTC) при завой или рязко спиране. Управляваната с компютър система позволява външните колела да се накланят при завой до максимум 20 градуса. Революционният дизайн на гумите с асиметричната шарка на протектора позволява вместо да се движат по вътрешния ръб гумите да се движат по повърхност с извънредно високо сцепление, разработена специално за стабилност при завои. Колелата от вътрешната страна на завоя, както и каросерията, остават в нормалното си положение. В резултат на това, реагирайки в зависимост от скоростта и радиуса на завоя, F400 създава нови стандарти по отношение на стабилността в поддържането на посоката, безопасността при шофиране, скоростта и динамиката.

Други впечатляващи характеристики на автомобила са електронната кормилна система "steer-by-wire", електронната система за превключване на предавките "steer-by-wire" (която се управлява с бутони върху волана), както и електрозахранваща система с напрежение 42 V.

Mercedes-Benz F500 Mind бе представен за първи път на автомобилното изложение в Токио през 2003 година. Това бе истинско вълнуващо събитие за автомобилния сектор. Конструиран като съвременен хечбек с четири врати, този автомобил представлява подвижна лаборатория с над дузина авангардни технологии за подобряване на безопасността, мощността и комфорта в бъдещите леки автомобили на Mercedes-Benz. Една от особеностите е хибридната система на задвижване, при която разходът на гориво е намален с до 20% (особено при шофиране в градски условия) и емисиите са значително по-малки от тези на конвенционалните двигатели. Друга важен аспект е разработването на иновативни асистиращи системи, които да помагат на шофьора. Това включва система за нощно виждане, иновативна концепция за контрол и визуализация с помощта на мултивизуален дисплей, както и ултразвукова информационна система за водача.

Като автомобил, изпълняващ функциите на подвижна лаборатория, F500 Mind е оборуван с компютър и разгъваща се лабораторна маса. Това позволява на учените в задната част на автомобила да следят и контролират всички системи и да правят измервания по време на изпитанията.

При F600 HYGENIUS, представен за първи път на автомобилното изложение в Токио през 2005 година, горивна клетка с висока ефективност генерира електрическа енергия на базата на реакция с използване на водолод. Разходът на водород съответства на енергийния еквивалент на 2,9 литра дизел, като възможният пробег надхвърля 400 km. F600 HYGENIUS открива нови хоризонти за мобилното бъдеще, тъй като водородът може да се добива без да се въздейства на околната среда.

Но това не е всичко, на което е способен F600 HYGENIUS. Автомобилът представлява една подвижна електроцентрала с мощност 66 kW – достатъчна за захранване с електроенергия на няколко фамилни къщи. Контактното гнездо за 110/220 V в багажника може да се използва за захранване на различни електрически уреди.