V závislosti od modelu sú nainštalované nasledujúce pohonné jednotky:
Model 316i/318ti:
- 4-valcový motor M40 s pracovným objemom 1,6 a 1,8 litra. Od septembra 1990 upravený na motor M43 (rozvodová reťaz, zapaľovací systém, sacie potrubie).
Modely 318i/318ti:
- 4-valcový, 4-ventilový motor M42 so zdvihovým objemom 1,8 litra.
Modely 320i/325i:
- 6-valcový 4-ventilový motor M50 so zdvihovým objemom 2,0 l alebo 2,5 l. Od januára 1995 bol inštalovaný hliníkový blok valcov. Označenie motora M52.
Model 318tds:
- 4-valcový turbodieselový motor M41 s pracovným objemom 1,8 litra.
Modely 325td/325tds:
- 6-valcový turbodieselový motor M51 s pracovným objemom 2,5 litra.
Blok motora zo sivej liatiny obsahuje vývrty valcov. Ak dôjde k výraznému opotrebovaniu alebo škrabancom na stenách valcov, môžu sa valce honovať, to znamená brúsiť v špeciálnej dielni. Potom by sa mali inštalovať iba piesty so zväčšenými rozmermi. V spodnej časti bloku motora je kľukový hriadeľ, ktorý je uložený na vlastných ložiskách. Ojnice, ktoré sa pripájajú k piestom, sú uložené na kľukovom hriadeli na klzných ložiskách. Spodnú časť motora dopĺňa olejová vaňa, ktorá zachytáva olej potrebný na mazanie a chladenie motora. Hlava valcov vyrobená zo zliatin ľahkých kovov je priskrutkovaná k hornej časti bloku motora. Ide o hliník, keďže tento kov má v porovnaní s liatinou väčšiu tepelnú vodivosť a nižšiu špecifickú hmotnosť.
Hlava valcov je navrhnutá podľa takzvaného princípu cross-flow. To znamená, že čerstvo pripravená zmes vzduchu a paliva vstupuje na jednej strane do hlavy valcov, zatiaľ čo spálené plyny sú vytláčané z druhej strany hlavy valcov. Dizajn s priečnym prúdením zaisťuje rýchlejšiu výmenu plynu. Vačkový hriadeľ je umiestnený v hornej časti hlavy valcov. Na motoroch M40 je vačkový hriadeľ poháňaný od kľukového hriadeľa cez ozubený remeň. Vačkový hriadeľ ovláda ventily cez vahadlá, ktoré sú na protiľahlej strane ventilu na kompenzátoroch ventilovej vôle. 4-ventilové benzínové motory majú dva vačkové hriadele, z ktorých jeden riadi sacie a druhý výfukové ventily. Rovnako ako v dieselových motoroch je rozvodný hriadeľ vody realizovaný pomocou valčekovej reťaze. Nasávacie a výfukové ventily sú ovládané bezúdržbovými hydraulickými zdvihátkami. Pri všetkých motoroch nie je potrebné nastavovanie vôle ventilov v rámci údržby.
Od septembra 1992 sa benzínové 6-valce ďalej vyvíjali a okrem iného boli vybavené systémom variabilného riadenia vačkového hriadeľa, skrátene VANOS. V tomto prípade sa pomocou nastavovacieho prvku v závislosti od otáčok motora otáča vačkový hriadeľ sacieho ventilu pod určitým uhlom vzhľadom na reťaz, v dôsledku čoho je zachované optimálne načasovanie zapaľovania. Nastavovací prvok je ovládaný riadiacou jednotkou motora. Ďalšie vylepšenia sa týkali zabezpečenia čo najhladšieho chodu motora, krútiaceho momentu, zloženia výfukových plynov a spotreby paliva: zvýšenie kompresného pomeru v kombinácii so selektívnou reguláciou detonácie, inštalácia jednoduchých ventilových pružín s malými pružinovými silami, odľahčené piesty s predĺženými ojnicami.
Mazanie motora zabezpečuje olejové čerpadlo, ktoré je na benzínovom 6-valci namontované v prednej časti kľukovej skrine motora a poháňané reťazovým pohonom. Na 4-valcových a dieselových motoroch je olejové čerpadlo umiestnené v kryte rozvodovej skrine a na konci kľukového hriadeľa a je s ním spojené ozubeným prevodom. Olej z olejovej vane vstupuje cez otvory a kanály do ložísk kľukového hriadeľa a vačkového hriadeľa, ako aj na pracovné plochy valcov.
Vodné čerpadlo je umiestnené v prednej časti bloku motora; jeho hriadeľ je pri vhodnej teplote spojený viskóznou spojkou s ventilátorom chladiča. Vodné čerpadlo je poháňané u 4-ventilových motorov a dieselových motorov cez klinový remeň, ktorý zároveň slúži ako pohon generátora a u motora M40 cez ozubený remeň vačkového hriadeľa. Treba mať na pamäti, že chladiaci systém by mal byť počas celého roka naplnený zmesou nemrznúcej zmesi a antikorózneho koncentrátu s vodou bez obsahu vápna
Na prípravu horľavej zmesi vzduch-palivo sa používa elektronické zapaľovanie a vstrekovacie zariadenie paliva, ktoré zaručuje stabilné zloženie výfukových plynov.
Na modeloch 316i, 318i vyrobených pred augustom 1993 je v prednej časti hlavy valcov namiesto bežného rozdeľovača zapaľovania inštalovaný takzvaný vysokonapäťový rozdeľovač, ktorý je poháňaný priamo z vačkového hriadeľa. Na všetkých ostatných benzínových motoroch nemá zapaľovací systém vôbec rozdeľovač, to znamená, že na týchto motoroch nie sú v zapaľovacom systéme žiadne pohyblivé časti. Pri dieselových motoroch je dávkovanie paliva riadené aj elektronicky pomocou systému DDE (Digitálny systém riadenia dieselového motora).
