Yamaha MT-09 2021 sở hữu nằm bộ khung xe hoàn toàn mới bằng nhôm đúc, nhẹ hơn 2.3 kg so với thế hệ cũ, khung phụ của xe cũng nhẹ hơn 1.5 kg. Yamaha cho biết dù giảm trọng lượng nhưng độ cứng của khung được gia tăng giúp cải thiện ổn định của thân xe. Đặc biệt, cụm đèn pha LED mới thay thế cho thiết kế đèn pha đôi trên phiên bản cũ khiến đầu xe MT-09 trở nên dữ dằn hơn. Ở phía sau, đèn hậu LED tạo thành hình chữ Y.

Ngoài ra, một cải tiến mới đáng chú ý không kém là cụm màn hình màu TFT-LCD 3.5 inch cung cấp các thông tin cần thiết cho người lái với độ hiển thị sắc nét. Người dùng có thể thay đổi màu sắc và các dữ liệu cần thiết khác thông qua cụm điều khiển công tắc. MT-09 mới cũng sở hữu loạt tính năng hiện đại khác như: Kiểm soát độ bám đường với ba chế độ, kiểm soát trượt, hệ thống chống bốc đầu, kiểm soát phanh, phanh ABS…

Hệ thống phuộc hành trình ngược đường kính 41 mm ở bánh trước và monoshock có thể điều chỉnh ở bánh sau của MT-09 đã được nâng cấp để cải thiện hiệu suất vận hành cùng như cảm giác lái. Chiều cao yên xe tăng nhẹ 5 mm lên 825 mm.

Vẫn sử dụng động cơ 3 xi lanh, nhưng dung tích động cơ trên MT-09 mới được nâng lên 889 cc, cho công suất tối đa 117.3 mã lực tại 10.000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 93 Nm tại 7.000 vòng/phút.

Hệ thống nạp và ống xả của mẫu nakedbike này cũng được thiết kế lại với các kim phun nhiên liệu mới giúp tăng công suất từ 115 mã lực tại 10.000 vòng/phút và mô-men xoắn 87.5 Nm tại 8.500 vòng/phút lên mức 117 mã lực và đạt chuẩn khí thải Euro 5. Hộp số vẫn là loại 6 cấp.

Yamaha MT-09 2021 này được trang bị hệ thống sang số nhanh 2 chiều dưới dạng tiêu chuẩn. Dung tích bình nhiên liệu vẫn ở mức 14 lít, trong khi trọng lượng xe giảm từ 193 kg xuống còn 189 kg. Động cơ 3 xi-lanh, DOHC, làm mát bằng chất lỏng, 12 van mới nhẹ hơn 1.7 kg so với trước đây, hệ thống xả cũng giảm 1,4 kg.