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Besonders signifikant wirkt sich der Intelligente Leichtbau des M3 CSL beim Dach in CFK-Sichtoptik aus. Dieses grossflächige Bauteil ist nicht nur rund sechs Kilogramm leichter als ein herkömmliches Dach. Es senkt durch seine exponierte Position auch den Schwerpunkt des Autos.
Nahezu jedes Bauteil des M3 nahmen sich die Ingenieure bei ihrer Gewichtsprüfung vor und verbanden es mit den am besten geeigneten Materialien zur Gewichtseinsparung. So fanden sie sogar Glasfaser-Kunststoffe aus der Luft- und Raumfahrt für den M3 CSL, wie etwa den Baustoff Endlosglasfaser-Thermoplast für die Trägerstruktur der Durchlade und den hinteren Stossfängerträger. Oder die Papierwaben-Sandwichplatte für den Gepäckraumboden - wie schon der M3 hat auch der M3 CSL ausserdem eine Motorhaube aus Aluminium, seine Heckscheibe besteht aus Dünnglas.
Doch nicht nur intelligent eingesetzte Leichtbau-Ideen geben dem M3 CSL seine deutliche Mehr-Dynamik. Auch sein Reihensechszylinder-Triebwerk wurde überarbeitet. 360 PS Leistung bei 7900/min holten die Ingenieure aus 3,2 Liter Hubraum, das ergibt einen sensationellen Wert von 111 PS/L. Das maximale Drehmoment beträgt 370 Nm bei 4900/min.
Die Gewichtsoptimierung des M3 CSL wird auch am Motor umgesetzt - geringere Wandstärken an der Abgasanlage sowie ein Luftsammler aus Kohlefaser kennzeichnen die modifizierte Kraftquelle. Ihr charakteristischer Rennsport-Sound resultiert aus der neuen Ansaugluftführung.
Diese neue Ansaugluftführung mit ihrer extrem grossen Ansaugöffnung und dem grossen Luftsammler aus Kohlefaser sorgen dafür, dass der Motor noch mehr Luft ansaugen kann. Zu diesem Zweck werden auch Nockenwellen mit längeren Ventilöffnungszeiten verbaut. Die Berechnung der Luftmenge ist der Formel-1-Methodik entnommen. Um das Ausströmen des Abgases zu erleichtern, werden optimierte Auslassventile, ein geänderter Abgaskrümmer und trichterförmige Rohreintritte im Schalldämpfer eingesetzt.
Solchermaßen erstarkt, schafft der M3 CSL den klassischen Sprint aus dem Stand auf 100 km/h in nur 4,9 Sekunden, von Null auf Tempo 200 benötigt er nur 16,8 Sekunden. Die Höchstgeschwindigkeit ist elektronisch auf 250 km/h begrenzt.
Selbstverständlich kommt beim M3 CSL auch das sportlichste Getriebe von BMW M zum Einsatz, das Sequenzielle M Getriebe mit Drivelogic. Es garantiert schnellste Gangwechsel (bis zu 0,08 Sekunden) für die sechs möglichen Fahrstufen mit entsprechend direktem Zugkraftanschluss. Der Fahrer kann zwischen dem sequenziellen und einem automatisierten Schaltmodus wählen und hat dann dank Drivelogic insgesamt elf mögliche Schaltzustände zur Verfügung. Auch das SMG Drivelogic wurde komplett neu auf den M3 CSL hin abgestimmt. Eine Besonderheit hierbei ist die für den M3 CSL modifizierte, so genannte Launch Control. Wünscht der Fahrer etwa einen optimalen Start aus dem Stand, kann er nach Wahl des Beschleunigungsassistenten ohne eigenes Eingreifen bis zur Höchstgeschwindigkeit beschleunigen, die Gänge wechselt SMG selbsttätig knapp vor der Drehzahlgrenze.
Eine grössere Spurweite an der Vorderachse sowie Änderungen an der Fahrwerksgeometrie ermöglichen dem M3 CSL Spitzenleistungen im Fahrverhalten. Dazu gehören modifizierte Federn und Dämpfer ebenso wie die komplett neu abgestimmte Lenkung dieses Autos, die ein buchstäblich "messerscharfes" Handling erlaubt. Auch die Bremsanlage wurde hinsichtlich noch besserer Verzögerungswerte weiter modifiziert, jetzt kommt der M3 CSL aus 100 km/h unter optimalen Bedingungen in weniger als 34 Metern zum Stillstand. Für speziellen Rennstrecken-Einsatz kann der Kunde auch Sportbremsbeläge ordern.
Ebenfalls sehr speziell ausgelegt ist die Bereifung des M3 CSL der Marke Michelin Pilot Sport Cup.