O i3 é constituído por duas unidades funcionais separadas: módulo Life superior, uma célula de passageiros resistente e leve (feita de plástico reforçado com fibras de carbono, CFRP), e módulo Drive inferior, uma construção de alumínio que agrega suspensões, componentes estruturais e de impacto. É também nesse módulo que ficam a bateria de íons de lítio e o motor elétrico, que pesa apenas 50 quilos. O conceito inovador compensa, segundo a BMW, o peso extra da unidade de bateria, deixando o BMW i3 com 1.195 quilos.
Apesar do novo conceito, o carro se manteve fiel a características de que a montadora considera essenciais, como tração traseira e peso distribuído igualmente entre os eixos dianteiro e traseiro. Segundo a BMW, a posição de instalação da bateria ajudou a baixar o centro de gravidade do carro, outra característica que melhora a dirigibilidade e a segurança.
O i3 tem 170 cv de potência e acelera de zero a 100 km/h em 7,2 segundos. A autonomia varia entre 130 e 160 quilômetros. Essa distância percorrida pode aumentar em 20 e 40 km se utilizados, respectivamente, os modos de direção Eco Pro e Eco Pro+. Para esticar essa distância, uma das versões terá um motor bicilíndrico de 650 cc e 34 cv, capaz de gerar energia para a bateria. Com ele é possível percorrer 300 km.