CLAR (Cluster Architecture) là "vũ khí" chiến lược trên những mẫu xe thế hệ mới của BMW. Hệ khung gầm dạng mô-đun này được ứng dụng trên hàng loạt mẫu xe dẫn động cầu sau, hoặc bốn bánh. Hãng xe Đức gia cường thêm vật liệu thép và nhôm với mật độ cao giúp xe giảm khối lượng, tăng khả năng vận hành linh hoạt và độ ổn định ở dải tốc độ cao.

Gầm xe phẳng và được trang bị tấm ốp giúp hệ số cản gió giảm còn 0,23 Cd so với thế hệ trước là 0,26 Cd. Dù dài hơn 85mm và rộng hơn 16mm nhưng BMW 3 series thế hệ mới vẫn nhẹ hơn 55 kg so với thế hệ trước. Tỷ lệ phân bổ trọng lượng lý tưởng 50:50 ở trục trước và sau. Độ cứng vững thân xe tăng thêm 50%.

BMW 3 series thế hệ mới sử dụng hệ treo trước tay đòn kép, treo sau liên kết đa điểm. Hệ giảm xóc thủy lực được làm mới giúp cải thiện cảm giác lái và khả năng điều khiển. Trong nỗ lực giảm khối lượng xe, BMW 3 series sử dụng vật liệu nhôm siêu nhẹ ở nắp ca-pô, cánh cửa và nhiều chi tiết khác ở ngoại thất. Xe càng nhẹ, khả năng vận hành linh hoạt càng cải thiện và mức tiêu hao nhiên liệu được tối ưu.

Không giống nhiều đối thủ, động cơ tăng áp công nghệ TwinPower Turbo được BMW tự sản xuất. Hãng làm chủ công nghệ chế tạo từ bản phác thảo cho tới khi ra một sản phẩm hoàn chỉnh. Đúng như tên gọi, TwinPower Turbo được cấu thành từ hai phần.

TwinPower bao gồm các công nghệ độc quyền của BMW gồm: Valvetronic, VANOS và bộ phun nhiên liệu có độ chính xác cao HDPi. Turbo là bộ tăng áp đơn (single-turbo) hoặc tăng áp kép (twin-turbo). BMW đã lựa chọn giải pháp tăng áp cuộn đôi twin-scroll với hai cửa nạp khí cho động cơ TwinPower Turbo, sử dụng cho phần lớn các mẫu xe BMW hiện tại.

Hai phiên bản BMW 330i M-Sport và 330i Sportline tại Việt Nam sử dụng động cơ 2.0, 4 xi-lanh, công nghệ TwinPower Turbo tăng áp đơn, cửa nạp kép. Công suất tối đa 258 mã lực từ tua máy 5.000 - 6.500 vòng/ phút. Sức kéo tối đa 400Nm từ 1.550 – 4.400 vòng/ phút. Hộp số tự động 8 cấp Steptronic và hệ dẫn động cầu sau. Xe tăng tốc từ 0-100km/h trong 5,8 giây trước khi đạt tốc độ giới hạn 250km/h.

Hệ thống quản lý thông tin mới của BMW trên 3 series thế hệ mới gồm bảng đồng hồ kỹ thuật số kích thước 12,3 inch và màn hình giải trí cảm ứng trung tâm 10,25 inch.

Thay cho loại cơ học ở phiên bản cũ, BMW 3 series thế hệ mới trang bị bảng đồng hồ kỹ thuật số hoàn toàn, thay đổi giao diện tùy biến theo người lái ở các chế độ vận hành khác nhau. Ở chế độ lái Comfort, đồng hồ hiển thị thông số gồm tốc độ và tua máy thông thường. Sang chế độ Eco Pro, đồng hồ hiển thị màu xanh dương. Phía bên trái sẽ hiển thị số km mà xe tiết kiệm được, kèm tình trạng hoạt động của hệ thống thu hồi động năng. Ở chế độ Sport, đồng hồ chuyển sang màu đỏ rực, thông số tốc độ và cấp số hiển thị kích thước lớn hơn.

Người lái làm chủ hệ thống giải trí thông qua núm điều khiển iDrive Touch cảm ứng và màn hình giải trí trung tâm với hệ điều hành BMW 7.0. Trang bị công nghệ mới cho phép xe có khả năng cập nhật phần mềm từ xa thông qua mạng Wifi. Người lái có khả năng cá nhân hóa cao hơn với việc sắp xếp lại các thanh công cụ trên màn hình.

Ngoài ra, chủ nhân BMW 3 series có thể ra lệnh bằng giọng nói cho trợ lý ảo thông minh bằng câu lệnh "Hey BMW".

Hệ thống này bao gồm các cảm biến xung quanh thân xe, camera lùi, hệ thống hỗ trợ đỗ xe tự động Parking Assistant và chức năng hỗ trợ lùi xe Reversing Assistant.

Việc đỗ xe trong thành phố sẽ trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn nhờ Parking Assistant. Để chọn vị trí đỗ xe, người lái cần kích hoạt thông qua nút bấm. Lúc này, xe sẽ tự động tìm và quét vị trí đỗ thích hợp.

Xe có hai chế độ tùy chọn đỗ xe ghép ngang hoặc dọc. Ngay khi tìm được vị trí, màn hình sẽ hiển thị thông tin và âm thanh cảnh báo. Người lái chỉ cần thao tác cấp số tiến hoặc lùi và tác động lực phanh. BMW 3 series sẽ tự động điều hướng vô-lăng để đưa xe vào vị trí đỗ xe đã chọn một cách an toàn. Hệ thống cảm biến xung quanh thân xe và camera lùi sẽ hỗ trợ tích cực cho người lái trong suốt quá trình đỗ xe tự động.

Ngoài ra, chức năng hỗ trợ lùi xe Reversing Assistant sẽ hỗ trợ người lái trong điều kiện tầm nhìn phía sau bị hạn chế. Hệ thống này tự động lưu những thay đổi góc lái vô-lăng khi tốc độ dưới 36km/h, trong quãng đường 50m gần nhất. Khi cần lùi, xe sẽ tự động lùi đúng theo cách mà người lái đã đi vào trước đó. Lúc này, tài xế kiểm soát ga và phanh trong khi vô lăng tự động điều chỉnh góc lái. Tốc độ giới hạn khi lùi ở mức 9km/h.