寶馬 M3 GTS 的動力系統具有眾多獨特之處。

首先是發動機，排量從 4.0 升擴大到 4.4 升，馬力由 420 匹提升至 450 匹，扭矩也有所增強。這臺發動機是由 BMW M 公司專門開發的 V8 發動機，采用鋁硅合金曲軸箱、獨立節氣門等獨特結構，為車輛提供了強勁動力。

其次是變速箱，采用專為 BMW M3 開發的 Drivelogic M 雙離合變速箱，工作原理與賽車相同，能保證急加速時動力傳輸的連續性，且其調校是為配合改進后的發動機而專門進行的。

再者，懸掛系統源自賽車運動，前后軸基于 BMW M3 雙門轎跑車設計，配備剛性后軸支持和彈簧減震器，可根據牽引力和壓力獨立調節，前、后軸彎度及車輛高度也能按需調整，前懸架降低 16 毫米，后懸架降低 12 毫米。

剎車系統采用固定卡鉗式結構，前輪有六個活塞，后輪有四個活塞，剎車盤直徑相對增大，前剎車盤增加 18 毫米，后剎車盤增加 30 毫米，還加裝了鋼質護板，DSC 動態穩定控制系統也經過專門調校，進一步提升了運動潛能。