全新X4基本保留了去年上海车展发布的同名概念车的设计，车身轮廓和比例都与热销的宝马X6接近，尺寸更小，定位更低，仍然采用双排五座。宝马在上市初期仅提供柴油动力，xDrive20d SE、xDrive30d xLine和xDrive35d M Sport的售价分别为36,590英镑(约合人民币37.5万元)、44,890英镑(约合人民币46.0万元)和48,990英镑(约合人民币50.0万元)。
受到X6热销的鼓舞，宝马期望借助车身更紧凑更便宜的X4吸引高性能旅行车买家，提供旅行车的实用性，同时还带来旅行车不具有的高坐姿。X4的竞争对手为保时捷Macan和揽胜极光，Macan的年销售目标是五万辆。与X6相同，宝马X4也采用五门掀背设计，前者将在今年年底换代，基于第三代X5设计。
新车由宝马设计总监卡里姆-哈比操刀设计，车头与宝马X3中期改款版本接近，但更富动感，采用双肾形进气格栅、大面积进气口和LED大灯。车身侧面棱线为X4注入了力量感，据说新一代X6也将采用类似的设计风格。Coupe式车顶曲线和大幅倾斜的后挡玻璃是X4相对X3在车身设计方面最明显的区别。苗条的C柱、肌肉发达的后翼子板以及与车身同色的轮眉表明X4是一款热衷高速操控的跨界车。
全新宝马X4的车身长宽高分别为4671毫米、1881毫米和1624毫米，相比X3更长更矮。前后轮距分别达到1616毫米和1632毫米，相对X3略有增加，以改善横向稳定性。X4与X3大量共用内饰件，包括仪表台和各种装饰件。伴随车身高度的降低，座椅高度也随之降低，以减少对头部空间的影响，更重要的是为X4带来不同于X3的坐姿，更接近普通轿车而不是越野车。由于X4采用大倾角掀背尾门，500升的行李箱空间略小于X5，但翻倒后排靠背(40/20/20)后能够扩充到1400升。
X4与X3共享平台和动力系统，两款车都由北美南卡罗来纳州的斯帕坦堡工厂生产。除了入门动力xDrive20d配备六前速手动变速箱外，其余版本都配备八前速自动变速箱，这款变速箱带有滑行功能以节约燃油。
2.0升涡轮增压直列四缸柴油机配备xDrive20d，拥有187 bhp马力和400 Nm扭矩，这也是最经济的X4，百公里综合油耗仅有5.5升，每公里排放143克二氧化碳。3.0升涡轮增压直列六缸柴油机提供两种调校，xDrive30d和xDrive35d的峰值马力分别为254 bhp和307 bhp，最大扭矩分别为560 Nm和630 Nm，xDrive35d拥有全系最快的直线加速，从静止加速到100 km/h仅需5.2秒，极速为246 km/h。
入门汽油动力为配备xDrive20i的2.0升直列四缸汽油发动机，最大马力和扭矩分别为181 bhp和270 Nm，xDrive28i则调高到242 bhp和350 Nm。配备3.0升涡轮增压直列六缸汽油机的xDrive35i拥有302 bhp最大马力和400 Nm最大扭矩。预计宝马还将为X4提供更多动力选择，例如为xDrive35i提供M-Performance套装带来高功率版本，但最早也需要等到2015年才能推出。
X4继承了X3的双叉式前悬和多连杆后悬，宝马工程师对悬架进行了重新调校，换上更硬朗的弹簧和阻尼更大的减震筒。标配可变转向比的电动助力转向系统，以多片式中央差速器为核心的四驱系统，并能在制动系统的辅助下，根据抓地力的变化不断调整左右后轮的扭矩分配比例。初期投放市场的版本配备225/60 R17或者245/50 R18轮胎。
车身高度的降低为全新宝马X4提供了更低的重心，从而令稳定性和操控乐趣超越X3。