BMW M4 CSL ir balstīts uz to pašu augstspiediena sešu cilindru rindu dzinēju ar M TwinPower Turbo tehnoloģiju, kas ir atrodams BMW M4 GT3 sacīkšu automobilī. Tā veiktspējas rezerves ļauj ievērojami palielināt jaudu, neierobežojot stabilitāti vai izturību. Šim jaudas palielinājumam noteicošais ir divu mono-scroll turbokompresoru maksimālā pieplūdes spiediena palielināšana no 1,7 bāriem līdz 2,1 bāriem un modelim specifiski dzinēja vadības uzlabojumi. BMW M4 CSL motora maksimālais griezes moments ir 650 Nm (479 ZS) no 2750 līdz 5950 apgriezieniem minūtē. Tā maksimālā jauda 405 kW/550 ZS tiek sasniegta pie 6250 apgr./min.
Sacīkstēs radītā 3,0 litru motora konstrukcija ir orientēta uz augstiem apgriezieniem un maksimālas jaudas attīstīšanu. Karteris bez uzmavas, slēgta klāja konstrukcija palīdz to padarīt īpaši stingru, savukārt vieglā kloķvārpsta ļauj tam izturēt ārkārtīgi lielu griezes momentu. Vēl viena M sērijas īpašība ir cilindra galva, kas izgatavota, izmantojot 3D druku.
Standarta aprīkojumā iekļautā M vilces kontroles funkcija ar modelim specifisku trases regulējumu ļauj vadītājam iestatīt individuālus riteņu slīdēšanas ierobežošanas limitus. Uz sausas virsmas M Traction Control 1.-5. posms palīdz vadītājam veikt kontrolētus drifta manevrus, savukārt no 6. līdz 10. posma balstās uz lietojumu, kas izstrādāts apvidus automobiļu sacīkšu braucējiem, un ņem vērā gan ceļa virsmas apstākļus, gan riepu temperatūru, lai maksimāli palielinātu saķeri un virziena stabilitāti.