Come detto, la nuova piccola GS condivide motore e telaio con la nuda R. Troviamo quindi un compatto monociclindrico raffreddato a liquido, inclinato all’indietro e con la testa ruotata di 180° (aspirazione davanti, scarico dietro). Questa soluzione ha permesso di montare l’airbox subito dietro il cannotto di sterzo. Il propulsore ha una cilindrata di 313 cc (alesaggio x corsa: 80 x 62,1 mm), quattro valvole per cilindro, due alberi a camme in testa e alimentazione iniezione elettronica ed è in grado di erogare una potenza massima di 34 CV (25 kW) a 9.500 giri/minuto e una coppia di 28 Nm a 7.500 giri/minuto. Il rapporto di compressione è di 10,6:1. Grazie al catalizzatore a tre vie, alla gestione motore BMW BMS-E2 e al sistema d’aria secondaria la piccola crossover di Monaco rispetta la norma sulle emissioni Euro 4. La frizione è a bagno d’olio e il cambio a 6 marce; la trasmissione finale è a catena. La distribuzione a dua alberi a camme è basata su quella della S 1000 RR, con bilancieri rivestiti in DLC (Diamond Like Carbon). Le valvole di aspirazione hanno un diametro di 33,5 mm e un angolo tra di loro di 11,2°, quelle di scarico un diametro di 27,2 mm con un angolo di 13,3°; il diametro della valvola a farfalla è di 42 mm.
Anche il monocilindrico della G 310 GS, come quello della R, è sostenuto da un telaio tubolare in acciaio, ma a differenza della naked troviamo ora nuovi punti di attacco per le sovrastrutture. L’interasse è di 1.420 mm, l’avancorsa di 98 mm e l’inclinazione del cannotto di sterzo di 63,3°. Il forcellone posteriore è in alluminio pressofuso.