Le CX-9 incorpore la même technologie de sécurité avant-gardiste retrouvée au sein de la famille de véhicules Mazda. Avec ses six coussins de sécurité de série, incluant des rideaux gonflables latéraux au pavillon à toutes les rangées de sièges, et ses ceintures de sécurité à trois points d'ancrage à toutes les places, le CX-9 impose de très hauts standards en matière de sécurité dans la catégorie de véhicules utilitaires multisegments. La construction à "triple H", les poutres de protection dans les portes et la boîte de pédales déformable du CX-9 sont conçues pour absorber et disperser loin de l'habitacle l'énergie provenant d'une collision, procurant ainsi une protection accrue aux occupants.