V závislosti od modelu sú nainštalované nasledujúce pohonné jednotky:
Model 316i/318ti:
- 4-valcový motor M40 so zdvihovým 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 litra alebo 2,5 litra. Od januára 1995 bol inštalovaný hliníkový blok valcov. Označenie motora M52.
Model 318tds:
- 4-valcový turbodieselový motor M41 so zdvihovým objemom 1,8 litra.
Modely 325td/325tds:
- 6-valcový turbodieselový motor M51 so zdvihovým objemom 2,5 litra.
Blok motora zo sivej liatiny má vŕtanie valcov. Pri výraznom opotrebovaní alebo škrabancoch na stenách valcov je možné valce honovať, to znamená brúsiť v špeciálnej dielni. Potom by sa mali inštalovať iba nadrozmerné piesty. V spodnej časti bloku motora je na jeho ložiskách uložený kľukový hriadeľ. Ojnice, ktoré komunikujú s piestami, sú uložené na kľukovom hriadeli na klzných ložiskách. Spodnú časť motora dopĺňa olejová vaňa, ktorá zachytáva olej potrebný na mazanie a chladenie motora. Na hornej strane bloku motora je priskrutkovaná hlava valcov zo zliatin ľahkých kovov. Ide o hliník, keďže tento kov má v porovnaní s liatinou vyššiu tepelnú vodivosť a nižšiu mernú hmotnosť.
Hlava valcov je postavená na princípe takzvaného krížového prúdenia. To znamená, že čerstvo pripravená zmes vzduchu a paliva vstupuje do hlavy valcov z jednej strany, zatiaľ čo spálené plyny sú vytláčané z druhej strany hlavy valcov. Dizajn s priečnym prietokom zaručuje rýchlejšiu výmenu plynu. V hornej časti hlavy valcov je vačkový hriadeľ. Vačkový hriadeľ je u motorov M40 poháňaný od kľukového hriadeľa cez ozubený remeň. Vačkový hriadeľ ovláda ventily pomocou vahadiel, ktoré sú na opačnej strane ventilu podopreté kompenzátormi ventilovej vôle. 4-ventilové benzínové motory majú dva vačkové hriadele, z ktorých jeden riadi činnosť sacích ventilov a druhý riadi výfukové ventily. Rovnako ako u dieselových motorov je vačkový hriadeľ poháňaný valčekovou reťazou. Sacie a výfukové ventily sú ovládané hydraulickými zdvihátkami, ktoré nevyžadujú žiadnu údržbu. Pri všetkých motoroch nie je potrebné nastavovanie vôle ventilov v rámci údržby.
Od septembra 1992 sa benzínové 6-valce ďalej vyvíjajú, okrem iného sú vybavené systémom variabilného riadenia vačkového hriadeľa, skrátene VANOS. V tomto prípade sa pomocou nastavovacieho prvku v závislosti od otáčok motora otočí sací vačkový hriadeľ o určitý uhol vzhľadom na reťaz, čím sa zachová optimálny moment zapaľovania. Nastavovací prvok je ovládaný riadiacou jednotkou motora. Ďalšími vylepšeniami boli zaistenie čo najhladšieho chodu motora, momentovej charakteristiky, zloženia výfukových plynov a spotreby paliva: zvýšenie kompresného pomeru v spojení so selektívnou reguláciou klepania, inštalácia jednoduchých ventilových pružín s nízkymi silami pružiny, ľahké piesty s predĺženými spojovacími tyčami.
Mazanie motora zabezpečuje olejové čerpadlo namontované na 6-valcovom benzínovom motore v prednej časti kľukovej skrine motora a poháňané cez reťazový pohon. Na 4-valcových a dieselových motoroch je olejové čerpadlo umiestnené v kryte rozvodovej skrine a na konci kľukového hriadeľa a je spojené s posledným ozubeným kolesom. Olej z olejovej vane vstupuje cez vývrty a kanály do ložísk kľukového hriadeľa a vačkového hriadeľa, ako aj do pracovných plôch valcov.
Vodné čerpadlo je umiestnené v prednej časti bloku motora; jeho hriadeľ pri vhodnej teplote je spojený viskóznou spojkou s ventilátorom chladiča. Vodné čerpadlo je poháňané u 4-ventilových motorov a u 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 musí byť počas celého roka naplnený zmesou nemrznúcej zmesi a antikorózneho koncentrátu s vodou bez vápna
Zápalná zmes vzduch-palivo je pripravovaná elektronickým zapaľovacím a vstrekovacím zariadením, ktoré zaručuje stabilné zloženie výfukových plynov.
Na modeloch 316i, 318i vyrobených pred augustom 1993 je namiesto klasického rozdeľovača zapaľovania, ktorý je poháňaný priamo z vačkového hriadeľa, inštalovaný takzvaný vysokonapäťový rozvádzač z prednej časti hlavy valcov. Na všetkých ostatných benzínových motoroch zapaľovací systém vôbec nemá 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).
