X5 M采用了宝马品牌的经典设计语言，外观线条流畅而动感。前脸采用的为双肾进气格栅，但尺寸上有所增加，再加上熏黑的设计，给人很强的激进感。两侧大灯组采用了熏黑处理，内部集成有飞镖形的日行灯，风格比较犀利。车身侧面线条依旧保持现款的造型设计，笔直的腰线以及大尺寸的运动轮毂，无处不在彰显它的运动风格，作为性能版本车型，全新X5 M采用尺寸更加硕大的熏黑轮圈，并在前轮内部配备6活塞制动卡钳。车顶放置流线型的尾翼，增加了车辆的空气动力学性能。中部位置装饰了品牌标识和车型标识。
新车在内饰方面，采用宝马最新一代家族式设计，车内配备了曲面显示屏，将12.3英寸的信息屏幕和14.9英寸的控制屏组合在一个边框中。搭配M车型专属的UI设计界面，并增加性能数据相关的信息显示。换挡拨片采用碳纤维材质，排挡杆区域也提供大量碳纤维饰件，整体氛围符合自身的定位，新车还内置了最新的iDrive 8.5车机系统，可带来更丰富、更人性化的用车体验。
当然，作为一款高性能SUV，全新宝马X5M的最大亮点还是在于其强大的动力系统。该车搭载了一台4.4升V8双涡轮增压发动机，传动系统匹配8速运动型手自一体变速箱及xDrive四驱系统，可以输出625马力的最大功率以及750Nm的峰值扭矩，零百加速3.9秒。