Il fulcro della nuova BMW R 18 è un motore boxer a 2 cilindri di nuova concezione: il "Big Boxer", un gigantesco boxer. Iniziamo dagli aspetti più scontati. Ovviamente, si tratta di un bicilindrico boxer, la cui cilindrata esatta è di 1.802 cc. Alesaggio e corsa misurano rispettivamente 107 e 100 mm. Ogni cilindro è dotato di 4 valvole, due candele e un iniettore; inoltre, per una maggior performance i cilindri hanno ricevuto un trattamento al NiCaSil. Il rapporto di compressione è di 9,6:1. La distribuzione è ad aste e bilancieri, senza la regolazione automatica del gioco valvole; a questo scopo, come sui vecchi boxer, sono presenti i registri a vite e controdado. Le due aste di comando della distribuzione azionano un'asta di spinta per lato del cilindro per l'aspirazione e una per il lato di scarico, guidata in un tubo sigillato sulla parte superiore dei cilindri. Le due valvole di aspirazione e scarico nella testata sono azionate in coppia tramite leve a forcella. Le valvole sono in acciaio, con un diametro del disco di 41,2 mm sul lato di ingresso e 35 mm sul lato di uscita. L'angolo della valvola è di 21 gradi sul lato di ingresso e 24 gradi sul lato di uscita. I due alberi a camme sono posizionati a sinistra e a destra sopra l'albero motore. Questo "Big Boxer" ha carter del motore in alluminio diviso verticalmente. A differenza dei classici motori Boxer a 2 valvole raffreddati ad aria prodotti da BMW, tuttavia, l'albero motore, forgiato in acciaio bonificato, ha un cuscinetto principale aggiuntivo al centro, per prevenire vibrazioni indesiderate dovute alla flessione dell'albero motore. Come l'albero a gomito, le due bielle con albero sono montate su cuscinetti a strisciamento e sono anch'esse forgiate in acciaio temprato. Ospitano pistoni in lega di alluminio con due anelli di compressione e un anello tergicristallo.
Il peso dell’intero motore è di 110,8 kg (compresi cambio e sistema di aspirazione), 7 kg il peso del solo albero. Il raffreddamento è di tipo aria-olio, l’intero impianto ha una capacità di 7,1 litri. L'olio lubrificante e di raffreddamento è fornito da un sistema di lubrificazione a carter umido con una pompa dell'olio a due stadi tramite catena a manicotto azionata dall'albero motore. Frizione, a secco, e volano sono in un unico pezzo. Il cambio, a sei marce, ha ingranaggio elicoidali e la trasmissione finale è a cardano, con finale coppia conica e corona dentata.
Troviamo poi una frizione anti-hopping auto-rinforzante, che elimina lo sbalzo indesiderato della ruota posteriore causata dalla coppia di trascinamento del motore in caso di bruschi cambi di marcia. La trasmissione a 6 marce sempre in presa si trova in un corpo in alluminio a doppia sezione ed è progettata come una trasmissione a 4 alberi con coppie di ingranaggi elicoidali. L'albero di ingresso del cambio con smorzatori a snodo aziona i due alberi del cambio con le coppie di ruote dentate. Viene fornito un albero di uscita per colmare la distanza e invertire il senso di rotazione. Una retromarcia è disponibile come optional ed è guidata da un ingranaggio intermedio e un motore elettrico e può essere inserita manualmente.
Arriviamo ora ai dati più interessanti, le prestazioni. Per questo nuovo motore BMW parla di una potenza massima di 91 CV a 4.750 giri/min, con un picco di coppia di 158 Nm a 3.000 giri/min. Molto interessante il fatto che più di 150 Nm sono disponibili già a 2.000 giri/min. Il regime massimo del motore è di 5.750 giri/min, mentre il minimo è di 950 giri/min. 180 km/h la velocità massima (limitata elettronicamente) raggiungibile dalla R 18 spinta da questo motore.