Samochód BMW serii 3 jest napędzany rzędowym, chłodzonym cieczą silnikiem, który ma cztery lub sześć cylindrów w zależności od całkowitej pojemności skokowej. Od IX 1987 jest stosowany nowej konstrukcji czterocylindrowy silnik M40. Zespół napędowy jest umieszczony w przedziale silnika w osi samochodu i może być wymontowany tylko za pomocą odpowiedniego wciągnika. W kadłubie silnika wykonanym z żeliwa szarego znajdują się otwory cylindrów. W razie dużego zużycia lub wyżłobień gładzi cylindrów, cylindry mogą być szlifowane i honowane w warsztacie specjalistycznym. Po takiej obróbce konieczne jest zamontowanie nadwymiarowych tłoków. W dolnej części kadłuba silnika znajduje się wał korbowy podparty w łożyskach. Na wale korbowym w łożyskach ślizgowych są osadzone korbowody, które łączą wał z tłokami. Od dołu kadłub silnika zamyka miska olejowa, w której zbiera się olej niezbędny do smarowania i chłodzenia silnika. Do górnej płaszczyzny kadfuba silnika jest przykręcona głowica cylindrów wykonana ze stopu lekkiego, który ma lepszą przewodność cieplną i mniejszą masę niż żeliwo szare. Głowica cylindrów została skonstruowana według zasady przepływu poprzecznego. Oznacza to, że świeża mieszanka powietrza z paliwem dopływa do jednej strony głowicy, a spaliny są odprowadzane po przeciwnej stronie. Poprzeczny przepływ zapewnia szybką wymianę ładunku w cylindrach. Na głowicy cylindrów znajduje się wał rozrządu, napędzany od wału korbowego za pośrednictwem jednorzędowego łańcucha rolkowego w silniku czterocylindrowym lub paska zębatego w silniku sześciocylindrowym. Wał rozrządu poprzez dźwignie zaworów napędza zawory dolotowe i wylotowe usytuowane ukośnie w kształcie litery V. Smarowanie silnika zapewnia pompa oleju, która w silniku czterocylindrowym jest mocowana na przodzie skrzyni korbowej i napędzana od wału korbowego przez oddzielny łańcuch rolkowy. W silniku sześciocylindrowym pompa oleju znajduje się w misce olejowej i jest napędzana przez wał pośredni. Zasysany z miski olej dociera przez kanaliki i przewody do łożysk wału korbowego i wału rozrządu, jak również do gładzi cylindrów. Pompa cieczy chłodzącej jest przymocowana kołnierzem na przodzie kadłuba silnika i napędzana paskiem klinowym, który napędza również alternator. Dodatkowy pasek klinowy zapewnia napęd pompy wspomagania układu kierowniczego. Układ chłodzenia powinien być wypełniony przez cały rok mieszaniną miękkiej wody i środka zapobiegającego zamarzaniu i korozji. Do przygotowywania zdolnej do zapłonu mieszanki paliwa z powietrzem służy gaźnik lub układ wtryskowy, które z reguły nie wymagają obsługi. Iskra zapłonowa jest wytwarzana przez tranzystorowy układ zapłonowy, zapewniający właściwe ustawienie zapłonu. Rozdzielacz zapłonu, zależnie od rodzaju silnika, jest umocowany kołnierzem po lewej stronie kadiuba silnika i w przedniej lub tylnej części głowicy cylindrów. W silnikach 320i oraz 323i rozdzielacz zapłonu jest napędzany kołami zębatymi od wału pośredniego, a wał pośredni przez pasek zębaty od wału korbowego. W silnikach 316, 318i oraz 325i rozdzielacz zapłonu jest napędzany bezpośrednio przez wał rozrządu. Silnik M40 nowej konstrukcji różni się od poprzedniego silnika M10 przede wszystkim sposobem wymontowywania głowicy cylindrów i który jest stosowany w modelach serii 3 od IX 1987, w 316i od IX 1988 i w 318i od IX 1987. Nowy silnik M40 odpowiada konstrukcyjnie dotychczas stosowanemu silnikowi czterocylindrowemu (M10). Głównymi nowościami są napęd wału rozrządu za pomocą paska zębatego i popychacze hydrauliczne. Wał rozrządu napędza zawory przez dźwignie, które opierają się na popychaczach hydraulicznych, dzięki czemu następuje samoczynna kompensacja luzu zaworów i nie ma potrzeby jego regulacji. W celu zwiększenia trwałości zawory wylotowe są wypełnione sodem. Wał rozrządu, osadzony na pięciu dzielonych łożyskach, jest napędzany od wału korbowego przez pasek zębaty.Smarowanie silnika zapewnia pompa oleju Duocentric, umieszczona w pokrywie rozrządu i napędzana bezpośrednio od wału korbowego. Paliwo jest wtryskiwane przez urządzenie wtryskowe Motronic.
SILNIK CZTEROCYUNDROWY M10 (BMW 316, 316i do VIII 1988, 318i do VIII 1987)
1 – pompa paliwa, 2 – rozdzielacz zapłonu, 3-głowica cylindrów, 4 – zawór dolotowy, 5 -rozrusznik. 6-koło zamachowe, 7-pompa oleju, 8-miska olejowa, 9-łańcuch rozrządu, 10-koło pasowe na wale korbowym, 11 -sprzęgło lepkościowe. 12-pompa cieczy chłodzącej, 13-tłok, 14-wat rozrządu, 15-dźwignia zaworu
SILNIK SZEŚCIOCYLINDROWY M 20 (BMW 3201, 325e)

SILNIK M 40
1 – przepustnica, 2 – przewód dolotowy, 3 – rozdzielacz zapłonu. 4 – filtr oleju, 5 – wskaźnik poziomu oleju, 6 – termostat, 7 – tłumik drgań skrętnych, 8 – pompa oleju, 9 – pompa cieczy chłodzącej, 10 – wał korbowy, 11 – koło zamachowe, 12 – popychacz hydrauliczny, 13 – korek wlewu oleju, 14- wtryskiwacz