De BMW i8 is een plug-in hybride sportauto en op alle punten bijzonder. De auto is 4.69 meter lang, 1.94 meter breed en maar 1.29 meter hoog. De klassieke en herkenbare stijlelementen, lange voorkant, korte overhang voor en een aflopende daklijn aan de achterkant en met bijzonder fraaie en gestileerde vleugeldeuren maken hem tot een echte sportcoupé. Om gewicht te besparen is het passagierscompartiment van de BMW i8 gemaakt van het uiterst sterke en vederlichte CFRP (Carbon Fibre Reinforced Plastic). Door toepassing van dit materiaal voor de lichtgewicht Life-module weegt de BMW i8 nog maar 1.485 kg wat vergelijkbaar is met dat van een middenklasse auto. Voor het interieur is gebruik gemaakt van recyclebare materialen.
De BMW i8 heeft een voor in geplaatste elektromotor (131 pk, 96 kW) en een achterin geplaatste 1.5-liter TwinPower driecilinder turbomotor (231 pk, 170 kW). Centraal in de auto ligt op de bodem het lithium-ion-accupakket met diverse elektronische regelunits. Door deze manier van plaatsen van de motoren en de accu heeft de i8 een zeer laag zwaartepunt en een voor de wegligging gunstige gewichtsverdeling van 50% voor en 50% achter.
De auto springt in 4,4 seconden naar 100 km/h. Voor 80 naar 120 km/h heeft hij zelfs ruim een halve seconde minder nodig. De topsnelheid is 250 km/h. Nog imposanter is het gemiddeld brandstofverbruik wat neer komt uit op 2,1 liter/100 km met 49 gram CO2-uitstoot. Het elektroverbruik is 11,9 kWh per 100 km. Met een volle accu is het mogelijk een afstand tot 37 kilometer puur elektrisch af te leggen met een maximumsnelheid van 120 km/u. De benzinemotor en de elektromotor leveren een gezamenlijk vermogen van 266 kW (362 pk) en een koppel van 570 Nm. Het meeste vermogen gaat daarbij naar de achterwielen. Die worden via een zestrapsautomaat aangedreven door de benzinemotor. De elektromotor drijft de voorwielen aan via een tweetrapsautomaat.
De koplampen, bochtverlichting, parkeerverlichting, richtingaanwijzers en derde remlicht zijn voorzien van LED-techniek. Eind 2014 is ook laserlicht als optie mogelijk. Daarmee is de BMW i8 ’s werelds eerste productieauto met laserlichttechnologie.