宝马X3M是一款四驱车型，该车搭载了多片离合器式中心差速器的适时四驱系统。与其他四轮驱动汽车不同的是，该车在平时大部分时间都是两驱，只有在遇到特殊路况时才能实现四轮驱动。

该车搭载了3.0升双涡轮增压直列6缸发动机，最大输出功率达到了353kW，最大输出转速可达每分钟6250转，最大转矩为600牛米，最大转矩转速范围为2600至5600转每分钟。发动机搭载了气缸内直喷技术，并采用铝合金气缸盖缸体，减轻了整车重量，增强了操控性和燃油经济性。

该车还配备了8AT变速器，提高车辆换挡顺畅度和燃油经济性。前悬架采用双球接头悬架，后悬架则使用多连杆独立悬架，这种装置可以提高车辆转向精度和操控性，同时增强了车轮抓地力，进一步提高了操控性。同时，多连杆悬架的改进也是为了加强双叉臂悬架的基础，将双横臂悬架的两个横臂并为单独的连杆，实现更稳定、更高效的悬架系统。