Công nghệ tăng áp tối tân BMW TwinPower Turbo đóng vai trò như là trái tim của  động cơ xăng, được ứng dụng các công nghệ tăng áp TwinScroll, phun xăng chính xác High Precision Injection, hệ thống điều khiển trục cam biến thiên Double-VANOS và hệ thống điều khiển thời gian đóng mở van toàn phần Valvetronic.

BMW X3 tại Việt Nam sử dụng chung loại động cơ có dung tích 2.0 lít nhưng có công suất khác nhau gồm:

• BMW X3 xDrive20i: Công suất cực đại với 184 hp tại 5,000 – 6,500 vòng/phút và mô men xoắn cực đại là 290 Nm tại 1,350 – 4,250 vòng/phút. Thời gian tăng tốc từ 0 – 100km/h: 8.3 giây.
• BMW X3 xDrive30i (xLine và M Sport): Công suất cực đại với 252 hp tại 5,200 vòng/phút và mô men xoắn cực đại là 350 Nm tại 1,450 – 4,800 vòng/phút. Thời gian tăng tốc từ 0 – 100km/h: 6.3 giây.

Toàn bộ các phiên bản động cơ của BMW X3 hoàn toàn mới đều kết hợp với hộp số Steptronic 8 cấp, được điều chỉnh để tương thích với mốc sức mạnh khác nhau của từng động cơ. 

Cũng như các dòng xe khác của hãng BMW, BMW X3 sở hữu những tính năng, công nghệ hiệu quả trong việc bảo về hành khác của mình. Các tính năng, công nghệ gồm:

• Hệ thống phanh mạnh mẻ nhưng khối lượng nhẹ đem đến khả năng giảm tốc tối ưu.
• Hệ thống phanh đỗ xe điện tử (Electric Parking Brake).
• Hệ thống kiểm soát ổn định thân xe (DSC)
• Hệ thống chống bó cứng phanh ABS.
• Hệ thống kiểm soát lực kéo DTC.
• Phanh vi sai tự động ADB.
• Điều phối lực phanh khi vào cua CBC.
• Hỗ trợ lực phanh khẩn cấp DBC.
• Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc và hỗ trợ xuống dốc đều có mặt và hoạt động hiệu quả.