Naujas BMW M3 atsineša daug naujovių – įdomus dizainas, naujas variklis, nauja transmisija, pakaba ir daug naujų technologijų tokių kaip stabdymo metu generuojama elektros energija. Automobilio mazguose ir kėbulo gamyboje plačiai naudojamas aliuminis ir anglies pluoštas, kad svoris būtų kuo mažesnis, o svorio centras kuo žemiau. Pvz. anglies pluošto stogas. Ketvirtos kartos BMW M3 pirmakart turi V8 variklį, kuris netgi yra lengvesnis už ankstesnį linijinį 6 cilindrų. Tai aukštų apsukų atmosferinis 4 litrų variklis su 420 AG (309 kW)/ 8300 rpm galia ir 400 Nm/3900 rpm maksimaliu sukimo momentu. Galia palyginti su senesniu modeliu padidėjo 22 %, o variklis sveria 15 kg mažiau, viso 202 kg. Šešių greičių mechaninė pavarų dėžė yra standartinė, tačiau nuo 2008 metų siūloma ir dviejų sankabų pavarų dėžė pavadinta M-DCT (Double Clutch Transmission). Ši dėžė įgalina bėgius perjungti dešimtadaliu sekundės greičiau ir sutrumpina automobilio įsibėgėjimą iki 0-100 km/h per 0.2 sekundės. Dabar BMW M3 gaminamas ir su 4 durų sedano kėbulu, kurio visa priekinė dalis yra tokia pat kaip ir kupė modelio, tačiau šis neturi anglies pluošto stogo. Kupė versijos duomenys: 0-100 km/h per 4.6 sekundės, o didžiausias greitis siekia net 320 km/h.