M40i là phiên bản hiệu suất cao của Z4, vì thế xe có sức mạnh lên tới 340 mã lực và mô-men xoắn 500 Nm từ 1.600 đến 4.500 vòng/phút được cung cấp từ động cơ 6 xi lanh thẳng hàng dung tích 3.0L. M40i chỉ mất 4,5 giây để tăng tốc 0-100 km/h.

Phía đầu xe, lưới tản nhiệt tách thành 2 phần riêng biệt truyền thống của BMW được làm to hơn thế hệ cũ, đèn xe hình quả trám cách điệu vuốt nhọn về phía sau. Nắm ca-pô được dập nổi Vừa tăng nét thể thao vừa là chi tiết khí động học cải thiện khả năng khí động học. Hai hốc hút gió lớn nằm ngay sau bánh trước là kiểu thiết kế rất hiếm thấy ở những xe thể thao phổ thông.

Z4 thế hệ mới còn được trang bị đèn pha LED thích ứng mâm hợp kim đa chấu 19 inch, khởi động không cần chìa khóa, ghế lái ghi nhớ vị trí, hệ thống điều hòa không khí 2 vùng tự động, vô-lăng thể thao và hệ thống BMW Live Cockpit Professional dưới dạng tiêu chuẩn.

Nhìn từ phía sau, Z4 thế hệ mới mang dáng dấp của những siêu xe thể thao với cánh gió tích hợp, đèn hậu full LED mảnh và kéo dài ra gần hốc bánh. Thêm vào đó là hai đường vát khí động học hai bên làm cho phần đuôi "dữ dằn" không kém phần đầu xe.

Phần mui của BMW Z4 thế hệ mới có thể đóng mở trong thời gian 10 giây với điều kiện xe chạy ở tốc độ dưới 50 km/h. Đặc biệt, mui nỉ của BMW Z4 thế hệ mới đầu tiên về Việt Nam dù đóng hay mở thì cũng không ảnh hưởng đến khoang hành lý có thể tích 265 lít.

Ngoài ra, Z4 M40i còn được bổ sung hệ thống treo M Sport thích ứng, phanh M Sport, khóa vi sai M Sport, dây an toàn M Sport và hệ thống âm thanh Harman Kardon.