Untuk dapur pacunya sebetulnya menggunakan basis yang cukup sama dengan BMW S 1000 RR, yakni mesin 4 silinder segaris berkapasitas 999 cc.
Hanya saja ada beberapa ubahan di mesinnya, sepeti piston model ring 2 bikinan Mahle, connecting rods titanium hingga kompresi yang dibikin jadi 13,5:1.
Dengan ubahan-ubahan tadi, mesin ini diklaim bisa menghasilkan tenaga 212 dk dan torsi maksimal 113 Nm.
Tenaganya jadi naik sedikit kalau dibandingkan dengan mesin S 1000 RR yang hanya menghasilkan tenaga 207 dk.
Bobot BMW M 1000 RR juga jadi sedikit lebih ringan dibanding S 1000 RR berkat penggunakan komponen-komponen eksotis.
Sebagai perbandingan M 1000 RR punya bobot 192 Kg, sedangkan BMW S 1000 RR bobotnya 193,5 Kg.