内部使用了锻造轻质曲轴，抗扭度更高，这对于高转速的发动机来说至关重要，直接影响发动机的寿命。在缸体还还采用了线弧喷铁涂层，减少了摩擦力。当然宝马也应用了时下流行的3D打印技术，气缸盖的核心3D打印而成，这种新型的制造工艺让冷却管道有复杂的结构布局，可以进行更合理的温度管理，如果使用传统金属铸造方法，无法实现如此复杂的构造。
供油系统和冷却系统一样，重新设计，应对赛道驾驶，包括油门到底的高转速运转和高数值的横向加速度，保证供油的充分。宝马的六缸直列发动机一直是品牌标志性设计，相比标准的M4，CS版本更进一步，两个单涡流涡轮增压器的增压压力提高至 2.1 巴，并对发动机管理进行一些特定的调整，功率输出提高了20马力，在稳定性和耐用度方面，没有妥协。
发动机支架也进行了调整，衬套的刚度更高，动力单元与车架之间的刚性连接，意味着你每次踩下油门，都能将动力直接传输至变速箱，再到轮胎，当然缺点是震动更多，噪音更大。
CS版本的排气系统也重新设计，采用轻量化设计的钛合金尾段，带有电控襟翼，发动机的排气声浪可根据通过M设置菜单进行调整。在SPORT和SPORT+ 模式下，发动机声浪全开，发出低沉的吼叫，而在降档补油的时候，还会发出“噼里啪啦”的声响，提供纯电车无法给予的情绪价值。