フルモデルチェンジを行い、二代目となるプレミアムSAV（スポーツ・アクティビティ・ビークル）に位置したBMW「X3」。エンジンは3リッター直列6気筒のみ。xDrive28iに搭載されるN52B30Aは可変バルブリフト機構「バルブトロニック」を採用する自然吸気ユニット。xDrive35iのN55B30Aは、直噴、バルブトロニックを備え、ツインスクロールターボチャージャーで過給される。トランスミッションは8速ATのみ。スタイリングはキープコンセプトで、丸型4灯ヘッドライトとキドニーグリル、ボディーサイド上下を走るジッカーラインとロッカーライン、キックアップしたCピラー下端などBMWのアイデンティティに、ホイールハウスの黒い縁取りや無骨なフロントマスクといったSUVらしい要素を組み合わせたもの。ヘッドライトのスモール・ライト・リングとテール・ランプのライト・バーにはLEDを採用している。ボディーサイズは先代よりも85mm長く、25mm広くなった。これにより室内空間を拡大、後席足下が約20mm、後席左右乗員間隔が20mm広くなり、トランク容量は70L拡大させ、クラス最大の550Lとなった。 全車、電子制御多板クラッチにより、路面状況に応じて前後のトルク配分を変える4WDシステム「xDrive」を搭載する。xDrive35iには速度によってタイヤの切れ角を変える「バリアブル・スポーツ・ステアリング」や、内側後輪に軽くブレーキをかけてコーナーリング性能を高める「パフォーマンス・コントロール」を標準装備。燃費改善技術に、ブレーキエネルギー回生システム、電動パワーステアリングなどを備えるほか、xDrive 35iにはアイドリングストップ機構「エンジン・オート・スタート/ストップ機能」を備える。これによりxDrive 35iは10・15モード燃費を12.0km/Lとし、平成22年度燃費基準＋25％、平成17年排ガス基準75％低減レベルを達成、約75％のエコカー減税対象となった。インフォテインメントシステムとして、8.8インチワイドディスプレイ、HDDカーナビ（VICS 3メディア対応）、地デジチューナー、DVDプレーヤー、ミュージックコレクションシステムなどを搭載。トップ・ビュー機能付きリアビューカメラ、パークディスタンスコントロールなども標準装備。右ハンドルのみの設定。