引擎採用3D列印技術製作
X3 M與X4 M搭載了新款代號S58B30的3.0升直六渦輪增壓引擎。這顆引擎是由M40i的B58引擎修改而來，最大的特色是汽缸頭核心首次採用了3D列印技術製作。3D列印不僅可比傳統鑄造法大幅減輕重量，讓這具引擎比M3 / M4的S55引擎更輕、重心更低，最重要的是藉由此技術可製作出更複雜的冷卻水流道，讓散熱效率大大突破傳統的鑄造技術！因而得以創造出更強悍的動力輸出。
其他BMW的固有強項設計當然也沒有缺少，例如：鍛造曲軸、採用寬弧噴塗鐵塗層的汽缸壁，使其更加輕量化、強度更高並且運轉阻力更低，而雙增壓系統採用每三缸對應一顆渦輪，來避免排氣干涉(1~3、4~6缸各用一顆)，並且渦輪本體的進氣側也修改至能產生更大的進氣量，增壓運作則是藉由電子式排氣洩壓閥得到精準地控制。另外，燃油供應效率也大大提升，供油壓力從200 bar增加至350 bar。
S58引擎的冷卻系統設計也是非常一拜！除了位在車頭中央的水箱之外，兩側氣壩撞風處還各有一個輔助水箱，並且包含了變速箱還額外附有兩具機油冷卻器，因此無論是日常使用在短途城市行駛，或者是在賽道激駕過程中，這一複雜而周密的冷卻系統都能確保所有動力總成部件，在任何時候都能保持最佳的工作溫度以及散熱效率。
X3 M與X4 M的S58引擎上方有一根連結左右避震器塔的碳纖維拉桿，可以更高限度地強化抗側向扭轉的強度。不過這支碳纖維材質的拉桿要到2019年8月才會開始提供選配。
BMW Motorsport賽車運動的經驗也運用在這顆引擎身上，為了能隨時都能確保最佳的潤滑效果，輕量化油底殼設計了兩個獨立的腔室和一個集成的吸力通道。在高側向或縱向加速G值狀態下，Map-controlled機油泵浦仍可從較小的腔室中吸取機油，並且自動調整供油輸出。
X3 M與X4 M可輸出480hp/6,250rpm、600Nm/2,600~5,600rpm的最大動力，0-100 km/h加速僅需4.2秒即可完成；而510hp/6,250rpm、600Nm/2,600~5,950rpm的Competition版則只需4.1秒(X3 M Competition淨重為1,970 kg，比450hp的M3 Competition Package重了410 kg，但僅慢0.1秒)。而選配M Driver's Package後，最高時速則分別為280 km/h與285 km/h。
來自F90 M5的M Steptronic變速箱與M xDrive四輪驅動系統
X3 M與X4 M並未採用M3 / M4的雙離合器系統而是新M5的八速M Steptronic手自排變速箱，其中手排模式也同樣具備多次降檔的功能，以便於在進彎前快速換至低速檔位來產生引擎制動的附加效果；甚至在急加速轉速達紅線區時，也不會強制進檔來減滅駕馭樂趣。並且扭力轉換器具備鎖止離合器的設計，所以可以同樣享受快速抽離彈射起步的激烈樂趣！
並且也同樣在排檔桿上方具有三個Drivelogic模式快捷切換鍵，可切換三種不同快慢的換檔速度以及Hold住高轉速的邏輯使用。至於M xDrive四輪驅動系統，雖然是來自新F90 M5，但很抱歉的是沒有提供2WD純後驅模式，因此想要白煙番長長距離飄移過彎的玩家們，就別打X3 M與X4 M的主意吧！
不過，4WD和4WD Sport模式仍是具備，並且後軸主動式M款限滑差速器當然標配，透過方向盤上M1與M2兩種自設駕駛模式的快捷鍵，也是能有優異「快速操之在我」的駕馭樂趣。
至於懸吊系統的設計，與標準的X3 / X4一樣採用前雙接頭彈簧柱/後多連桿的設計，但前雙A臂、下支臂、軸承、防傾桿以及後Camber連桿...等，均更換成M專屬的強化部件，而M電子阻尼控制則可針對單一避震器進行連續性的自適應阻尼調整來對應不同的操駕模式。另外，轉向系統的可變轉向齒比功能也同樣有升級調整，有鑑於X3 / X4 M40i就已有比三/四系列車款更犀利的轉向反應，相信X3 M與X4 M絕對是會再更上一層樓，值得期待！
目前已知，與一般款X3 / X4同為美國製造，X3 M在美國定價為69,900美元，X4 M為73,400美元、Competition款須加價7000美元。首批車預計將在2019年7月中旬開始交付。
內裝部分配有可電動調整的M款運動型座椅、Vernasca皮革內飾、M專屬的駕駛儀錶、M款皮革方向盤以及M款排檔桿營造出運動和豪華的氛圍。
外觀M Carbon套件包含了碳纖維前進氣口飾板、前下擾流、後分流器以及照後鏡外蓋，而Competition款則會追加碳纖維後鴨尾翼。同樣也是2019年8月才會開始提供選配。
