全新X3的动力系统也同步升级成了全新的B48B20发动机，较老款N20B20有了非常多的进步。压缩比小幅提高至10.,2:1，而最大马力和最大扭矩对应的转速也都提高了200rpm。除此之外，该发动机还采用了电控涡轮废气旁通阀和第四代VALVETRONIC电子气门，车辆的ECU也进行了相对应的升级。

配备在宝马X3上的ZF8AT也是更新后的版本，在重踩油门时，可支持最高连降6挡的换挡幅度，而在eco模式下，也能支持降低油耗的“滑行模式”。

前双球节弹簧减震支柱 后多连杆的全独立悬挂形式没有变，只不过，在悬挂部分材质上会有一些变化。

为了保证X3的运动操控性，宝马确实对车身的刚性进行了加强，发动机舱内除了原有的防火墙与塔顶之间的拉杆外，还增加了两根与横梁的铝合金拉杆。