2011 款寶馬 X3 的動力系統優勢明顯。

其搭載了多種高性能發動機，比如 xDrive28i 的 3.0L 自然吸氣 6 缸發動機，最大動力輸出 240 馬力，峰值扭矩 313Nm；xDrive35i 版本搭載的 N55 單渦輪雙渦管發動機，最大動力輸出 300 馬力，峰值扭矩 408Nm。

傳動系統配備多樣，有 6 前速手動變速器和 ZF 最新研發的 8 速自動變速箱。xDrive35i 百公里加速僅需 5.5 秒，極速達 240km/h，油耗百公里僅 8.8L。

此外，還有 3.0L 直 6 汽油發動機和 2.0L 直 4 以及 3.0L 直 6 兩款柴油發動機。除入門級 xDrive2.0 配備 Getrag 的 6 速手動變速器外，其他車型均配備 ZF 的 8 速自動變速器，且發動機都配備啟/停裝置。

寶馬 X3 的 xDrive 智能全輪驅動系統是世界先進的全驅技術，可變動力分配讓車輛具備出色駕控性能，保證行駛平穩安全和出色牽引力。可根據路面情況分配發動機動力給前、后輪軸，在彎道、陡坡、濕滑路面等各種路況都能收放自如。DSC 傳感器能識別車輛轉向不足，立即向后輪傳送更強動力。

另外，寶馬 X3 還有 ED 功能，即高效動力策略，通過采用渦輪增壓技術的發動機、帶有發動機節能自動啟動/停止功能的 8 速手自一體自動變速箱及制動能量收回系統等技術，實現駕駛樂趣與環保節能的統一。