Το μηχανολογικό υπόβαθρο της νέας BMW X3 στην Plug-in υβριδική της έκδοση, είναι σύγχρονο και αποδοτικό, διαθέτοντας τα τελευταίας γενιάς στοιχεία που το απαρτίζουν. Ο κινητήρας βενζίνης Twin Power Turbo έχει χωρητικότητα 2 λτ. και αποδίδει 190 ίππους, ενώ υποστηρίζεται από έναν ηλεκτροκινητήρα αντίστοιχης ισχύος (184 ίπποι) που βρίσκεται εντός του αυτόματου κιβωτίου με μετατροπέα ροπής Steptronic των 8 σχέσεων.
Το υβριδικό σύστημα της BMW X3 30e xDrive είναι ισχυρό και προσφέρει καλές επιδόσεις έχοντας και σπορ χαρακτηριστικά λειτουργίας όταν χρειαστεί. Η μπαταρία των 19,7 kWh δίνει λίγα χλμ. αυτονομίας σε σχέση με τον ανταγωνισμό (80 χλμ.), φορτίζει όμως και πιο γρήγορα από τα περισσότερα εξ αυτών (2 ώρες και 15 λεπτά στα 11 kW).
Το σύνολο αποδίδει 300 ίππους (299 για την ακρίβεια) και στην ηλεκτρική του λειτουργία καταναλώνει την ενέργεια των 19,7 kWh της μπαταρίας, προσφέροντας έτσι αποκλειστικά με χρήση αυτής έως και 80 χλμ. αυτονομίας σε πραγματικές συνθήκες. Αυτή η αυτονομία είναι ικανοποιητική αλλά μικρότερη από του ανταγωνισμού που διαθέτει μεγαλύτερης χωρητικότητας μπαταρίες όμως αυτό ισορροπείται από την δυνατότητα της BMW X3 να φορτίσει από wallbox ισχύος 11 kW (σ.σ. τα περισσότερα ανταγωνιστικά έχουν on board charger ισχύος 6,6 ή 7,4 kW), κάτι που σημαίνει πως μια πλήρης φόρτιση διαρκεί 2 ώρες και 15 λεπτά.
Στην υβριδική λειτουργία το επαναφορτιζόμενο σύστημα εκμεταλλεύεται και τις δύο πηγές ενέργειας προσφέροντας θετικό τράβηγμα και καλές επιδόσεις, συνοδεύοντας την αίσθηση επιτάχυνσης με σπορτίφ χροιά, κάτι που ισχύει βεβαίως και στις υπόλοιπες περιπτώσεις που ο κινητήρας βενζίνης έχει τον πρώτο λόγο, αναγκάζοντάς τον όμως εκεί να καταναλώνει περί τα 6 λτ./100 χλμ. βενζίνης. Όπως και να έχει το σύνολο είναι υποδειγματικό στον τρόπο που χρησιμοποιεί τις δύο πηγές ενέργειας και έχει πολιτισμένο χαρακτήρα κάτι που πιστώνεται και στο 8τάχυτο κιβώτιο.