一款2.0升发动机，然而新车在旧款的直列四缸发动机的基础上加入了电子节气门控制和双凸轮轴可变气门正时技术，令其功率在现今排量2.0升的自然吸气发动机当中高居榜首。320i在6200转／分时的最大输出功率为110千瓦(150马力)，在3600转／分时的最大扭矩为200Nm，百公里加速时间仅为9.7秒，最高时速为215公里，每百公里的综合油耗为7.9升。
宝马320采用无级调节VALVERTRONIC电子气门控制技术和无限无级调节bi-VANOS双可调式凸轮轴控制装置。最新引入的DISA进气系统带有一个开关单元，能够根据发动机负荷改变振动进气管的长度。以上技术有效地提高了发动机对于油门踏板的响应，同时也有助于降低油耗。新3系装配的全新6挡手/自一体式变速器，对于降低燃油消耗也是功不可没的，挡位间更小的传动比差值，不但再次提高了车辆的平顺性，更大的传动比范围也有助于提高燃油经济性。320在90km/h等速条件下，平均油耗为6.35L/100km。
DSC动态稳定控制系统依旧是新3系保持宝马良好运动传统的法宝，由于有了这一系统，对出现打滑的车轮进行相应的制动，从而稳定车辆的行驶。
底盘也是在BMW318i的基础上进行了优化，但改进并不明显。这也难怪，宝马的底盘技术一直都是出类拔萃的，而且已经做到了最好，想再提高已经很困难了。
悬挂依然是宝马特有的硬朗，同时保持了恰倒好处的韧性，既能让你清晰地感觉到地面的凹凸，又能将路面颠簸处理得很干净。过弯是宝马的长项，总是那么令人放心，转向精准而且车身侧倾很小，你能感觉到车轮紧紧抓着地面，而且方向盘的韧性十足。在牵引力控制(ASC+T)、动态稳定控制(DSC)、电子差速器锁(ADB)、动态制动控制(DBC)等众多行车稳定性电子装备的随时监控下，很难让它出现侧滑、甩尾的失控状况。
