宝马M3搭载了以宝马M5为基础改装后的4.0升V8发动机，这也是宝马M3车系首款采用八缸发动机的车型。此款发动机运用了许多宝马索伯F1轻量化和高转速的概念，在宝马著名的Double-VANOS双可变气门正时技术的支持下，8300rpm时可以输出高达309的最大功率，仅需要3900rpm就可以输出400Nm的扭距。

宝马M3高强度氙气大灯总成配合19吋的轮毂和米其林轮胎，让宝马M3的外型不管是从线条还是从细节看起来总是有那么一股子杀气在里面，就像是一个只想奔跑的烦躁机器。在安全方面，M3除了配备DSC+、EDC等电子系统外，针对悬挂以及刹车等部份，也都特别进行了强化。

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