El motor del MPS es un cuatro cilindros de 2,3 litros de cilindrada, con inyección directa de gasolina, turbocompresor e intercooler. Mazda lo denomina «DISI» («Direct Injection Spark Ignition»). Da 260 CV de potencia máxima a 5.500 rpm y 380 Nm de par máximo a 3.000 rpm. Este motor también lo tienen el Mazda6 MPS y el CX-7 (que saldrá a la venta en la primera mitad de 2007).

Mazda ha hecho en este modelo distintos cambios para reforzar la estructura de la carrocería (un larguero en el túnel que recorre la parte baja de la carrocería) y en las suspensiones delantera y trasera (para favorecer que no cambie su geometría en condiciones de máxima exigencia). Según Mazda, la rigidez torsional de la carrocería es muy superior a la de un Mazda3 normal.

El Mazda3 MPS lleva unos muelles y unas barras estabilizadoras más rígidas que el resto de la gama. Los amortiguadores tienen un ajuste distinto. En total la resistencia al balanceo es un 60 por ciento mayor, en comparación con la versión renovada del Mazda3.

Tiene algunas de las mejoras aerodinámicas que tiene la nueva gama del Mazda3 y algunas específicas para el MPS. Estas mejoras se centran en la parte baja de la carrocería.

Mazda ha hecho estos cambios en la aerodinámica para favorecer la estabilidad a velocidad alta y para que el coche alcance 250 km/h. El coeficiente aerodinámico es 0,31.

Los discos delanteros de freno son ventilados y tienen 320 mm de diámetro; los traseros son macizos y tienen 280 mm de diámetro. Los neumáticos son unos 215/45 R18 que, en la unidad que hemos probado, eran unos Bridgestone Potenza RE050.