新的 M 1000 R 搭载一副共享自 S 1000 R 的水冷四冲程直列四气缸发动机，缸径、行程保持不变，换档式凸轮轴的设计，实现了不同转速之下、对气阀开合度的控制，排气量 999 cc。发动机的内部经过改进，接近于峰值动力输出的转速段、具有更大的可用区域，最大动力输出达 154 kw（约 210 匹）。而现行款的 S 1000 R、最大动力输出为 121 kw（约 165 匹。中国版和欧洲版）。
车体方面，加装了更多的空气动力学组件，经过升级的电子控制系统，铝合金制的锻造轮框等，全车的整备重量（油箱满载）只有 199 公斤。
与基础型的 S 1000 R 相比，新的 M 1000 R 具有以下主要特点：
1、尽管保持了原有的发动机缸径和行程，但压缩比从 S 1000 R 的 12.5：1 提高至新的 13.3：1；
2、发动机的最大转速，从 12000 rpm 被锁定（欧洲版）、提高到现在的 14600 rpm；
3、接近于峰值动力输出的可用转速域从 9000 rpm 到 13000 rpm；
4、六档变速齿轮箱内的四、五、六档，采用了更短的变速比。传动后齿轮（大齿轮），从 45T 变更为 47T，以提供更大的后轮牵引力；
5、配备了漏斗状的可变进气系统，进气管道的长度、可以通过伺服电机进行分成两个阶段的开合控制，当发动机转速在 11000 rpm 以下的时候，电机将获得 ECU 发来的指令、关闭一部分的进气道，一个较短的进气通道可让车辆有较好的低转速扭矩；而当发动机运行大于这一转速的时候，电机将整个进气管道完全打开，以提高机器的极限性能；
6、新的、更轻的钛合金消声器；
7、电控系统中，骑行模式、动力输出模式（节气阀输出特性）、DTC 动态牵引力控制系统，均增加的赛道模式；
8、配备了针对赛道应用的 Launch Control 启动控制、Pit Lane Limiter 维修通道限制（速度限制）系统；
9、配备了 Brake Slide Assist 制动滑动辅助系统，对于赛道应用来说，该系统有助于车手在弯中的漂移动作；
10、标配了快速换档系统；
11、新的空气动力组件，目的是在赛道上实现更快的圈速，并在高速行驶时获得最佳的行驶稳定性。在速度达到 220 km/h 时，该套组件可对前轮产生 11 公斤的额外负载下压力，从而可以使用更迟的刹车点、更早的出弯开油时间；
12、叉芯口径为 45 mm 的倒立式前叉、行程为 120 mm，采用了新设计的叉脚、以安装 M 前刹车卡钳；
13、铝合金制的锻造轮框；
14、CNC 加工而成的车把固定座；
15、位于车把两端的后视镜，前大灯内带有 M 的标志，更细的后车牌挂架，标配了 M 标志的左右牛角，可调节的转向阻尼器等；
16、厂方同时提供 M 竞技套装（M Competition Package），以及 M 碳纤维轮框、碳纤维外壳组件，M 耐力链条等原厂的改装件，供客户选装。
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