2020 X3 視乎不同市場提供多款引擎選擇，包括汽油及柴油版本。主力汽油型號採用 BMW 的 B48 2.0 公升渦輪增壓四汽缸引擎，分為兩種調校：低輸出版有 184 匹馬力，高輸出版則輸出 252 匹馬力。兩者均配搭 8 速自動波箱，這套動力組合以順滑及耗油量表現出色見稱。它亦配備 TwinPower Turbo 技術，透過 twin-scroll 渦輪增壓器及燃油直噴，優化低轉扭力輸出。柴油型號或會配備 B47 系列 2.0 公升渦輪增壓柴油引擎，不過要留意柴油版本在本地進口並不算常見。若追求更高性能，亦有 X3 M40i 規格，配備 3.0 公升直列六汽缸渦輪增壓引擎（B58），可輸出 382 匹馬力。以上引擎在當時均符合最新 Euro 6 排放標準，並採用模組化設計，保養容易，技術亦相當成熟。如考慮二手車，建議以車輛識別號碼（VIN）查核實際配置，因為細微年度更新可能涉及動力系統調整。定期保養對維持 BMW 引擎表現亦十分重要，尤其要留意渦輪增壓及冷卻系統。
