BMW i8은 BMW i만의 특별한 설계 개념인 ‘라이프 모듈’과 ‘드라이브 모듈’로 구성됐다. 탑승 공간을 구성하는 라이프 모듈은 신소재인 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)으로 제작됐다. 또한, 파워 트레인과 고전압 배터리, 섀시 등이 통합된 드라이브 모듈은 알루미늄으로 만들었다. 고가의 알루미늄 재질 적용으로 차 중량은 1485㎏으로 가벼워졌다. 460㎜의 지상고와 0.26Cd의 공기저항계수는 낮은 무게 중심을 실현한다.
BMW i8에는 BMW 이피션트다이내믹스의 최신 기술인 플러그인 하이브리드 시스템이 적용됐다.
BMW 트윈파워 터보 기술이 적용된 고성능 3기통 가솔린 엔진은 최고출력 231마력, 최대토크 32.6kg·m의 힘을 발휘한다. 구동력은 6단 자동 변속기를 통해 뒤 차축으로 전달된다. BMW i8에 최적화된 하이브리드 전기 모터는 최고출력 131마력, 최대토크 25.5kg·m의 힘을 낸다. 이는 2단 자동 변속기를 통해 앞 차축으로 전해진다.
BMW 트윈파워 터보 기술과 지능형 에너지 관리 시스템이 적용된 'BMW eDrive' 기술의 결합을 통해 BMW i8은 최고출력 362마력의 힘을 보여준다. 또한, 정지 상태에서 100km/h까지 단 4.4초밖에 걸리지 않으며, 시속 250km의 최고 속도를 발휘한다. 여기에 EU 기준으로 47.6㎞/ℓ의 연비, 49g/㎞ 이산화탄소 배출량을 자랑한다.
또한 BMW i8의 4개 휠은 모두 동시에 구동된다. i8의 사륜구동 시스템은 강력한 접지력을 자랑한다. 프런트 휠 드라이브, 리어 휠 드라이브, 4륜 드라이브의 장점들을 결합해 필요에 따라 최적의 동력 성능을 제공한다. 더블 위시본 프런트 액슬과 5링크 리어 액슬이 포함된 정교한 섀시 기술도 적용했다. 일렉트릭 파워 스티어링과 다이내믹 댐퍼 컨트롤, 20인치 경합금 휠은 기본으로 제공한다.
이밖에 3D 그래픽을 지원하는 프로페셔널 내비게이션 시스템은 전기 에너지를 우선 사용하도록 유도한다. 계기반은 디지털 디스플레이로 대체했으며, ‘BMW iDrive 터치 컨트롤러’가 통합된 8.8인치 컨트롤 디스플레이가 장착됐다.