宝马M3的4.0升V8引擎由宝马M5轿车移植而来，它是具有F1赛车技术的发动机，采用每缸4气门设计，最大功率达到431kw/8300rpm，最大扭矩为400Nm/6500rpm，发动机最高转速为 8300 rpm，在2000rpm时，就可以输出340Nm的动力。
宝马M3汽车配备6速手排变速箱，由静止加速到每小时100公里的时速只需4.8秒就可完成，极速则被电子系统限制在每小时250公里。新款宝马M3除了有新一代的DSC+、EDC等电子系统外，宝马公司还加强了悬挂以及刹车等部件的安全性，能够让新车达到兼顾操控乐趣与驾驶安全的完美结合。除了动力强大外，由于为了追求轻质量的概念，因此新一代的M3轿车所配备的V8发动机仅重202公斤，比起现行车款所采用发动机轻了15公斤。
M3轿车也拥有宝马旗下车款的刹车动能回生系统 (Brake Energy Regeneration)，这款系统能大大提高燃油工作效率。宝马M3的长为4490mm，宽为1780mm，高为1376mm。其采用的发动机型为S54直列六汽缸双顶凸轮轴24气门，变速器形式为六前速手动，排量为3152毫升，最大扭距为：372kgrn/4900rpm，最大功率为：333bhP/7900rpm。轴距为2730mm。
全新的M3，在造型上与E92双门3系列的造型相似。舍弃粗浓双眉般的饰条，回归传统肾形水箱罩设计，让E92双门3系列的造型，较四门房车的造型灵活不少，隐隐感到其中的速度感。
而在M3上，BMW M GmbH的设计师，在兼顾空气力学下的造型设计，让M3的造型更上层楼。全新的保险杆设计，透过八字型的下气坝线条，上窄下阔的造型，压低了视觉的重心，让原本已经降低的车身，更显低沉。
宝马M3的特点在于对追求纯粹性能竞技的车迷而言，新一代的M3似乎过于好开、过份的宽容。驾驶似乎不必在乎驾控的精准，不必在乎换档控制的精准，精密的电子系统与宽阔的动力输入，过去那种以点为目标的驾驶追求消失了，必须要苦练再三才能完全掌握的特性似乎消失。
但是辅助系统全关的M3，让我们了解，新M3的宽容，是在于实力的全面提升。以420匹动力为基准打造的全新M3，在不需要全力施为的环境之下，自然更显得游刃有余。但是当车手把速度提升到M3所认可的标准时，M3锐利的反应，才会全面浮现。