寶馬3系搭載的發動機有6缸。
第六代寶馬3系推出的車型分別爲318、320、330、340，其中，318搭載的是一臺1.5T直列三缸發動機，320車型搭載的是2.0T四缸發動機，這臺發動機是低功率四缸發動機，330車型搭載的是一臺2.0T直列四缸高功率發動機，340車型搭載的是一臺3.0T之列六缸發動機。
直列六缸發動機，簡稱直六，指的是發動機有六個氣缸，且一字排開的發動機結構，在設計上相對來說比較平衡，但是發動機的體積較大，在衆多汽車生產廠家中，寶馬是小數仍然生產直列六缸發動機的車廠。
直列六缸發動機對於缸蓋的設計變動較大，最直觀的一大改進便是將排氣歧管集成在了缸蓋內部，這就使得發動機內部的排氣管路進一步縮短，發動機在工作的過程中，有助提高渦輪增壓器起壓速度，在一定程度上也減小了渦輪的遲滯性，使渦輪的響應更快。
值得一提的是，由於缸蓋集成了排氣歧管，所以在水冷循環系統方面也進行了重新設計。
