2017年，寶馬發佈了全新一代Z4的概念車，如今的量產版新車不僅保留了大量概念車的經典設計，對於運動氣息的強調也更為凸顯。
全新一代寶馬Z4整體造型與概念車有許多相似之處，車身設計時尚動感而有張力，一眼望去就能感到撲面而來的運動氣息。前臉基本繼承了概念車的顛覆性設計，巨大的雙腎式進氣格柵尺寸格外寬大。網狀的格柵區別於之前概念車的點狀，下方的進氣口看起來格外兇狠。矩陣式自適應LED主動轉向大燈和LED日間行車燈，造型相比傳統的鷹眼式大燈在進深上相更具立體感，正面看起來也更年輕化。M Performance套件和酒窩處的巨大進氣口，彰顯出車輛在空氣動力學設計上的科技感，寶馬特有的高光澤黑色處理，讓整個前臉霸氣外露。後視鏡前面有 BMW Connected Drive攝像頭和雨刷感應器，可以實現車道識別等功能。
車身側面，全新寶馬Z4秉承了之前Z4經典的長臉設計，上下兩條上揚的腰線看起來很有肌肉和力量感。長臉設計讓車輛完美地形成50:50的重量分配，圓潤的車側線條，搭配上從前翼子板噴射而出的腰線，讓柔與剛很好地結合。軟頂敞篷的收、放只需10s，且在時速 50km/h以下均可完成。後視鏡為橙黑雙色設計，並帶有轉向燈和空氣動力學設計。前翼子板處巨大的燻黑導流口折線做工精緻，並帶有M標識。車輛匹配了燻黑的雙五輻輕合金M輪圈和米其林的 Pilot Super Sport(PPS)輪胎，輪胎尺寸為275/35ZR19，藍色的剎車卡鉗也是M40i標配的前4後2活塞剎車套裝。
全新寶馬Z4的車尾擁有狹長的尾燈、雙邊共雙出的粗大鍍鉻排氣和底部寬大的擴散器，造型比概念車還要硬朗運動。LED尾燈造型簡潔，比概念車更加飽滿。除了豐富的空氣動力學套件，車尾還有4個倒車雷達，行李廂門把手處隱藏著後攝像頭。車輛的後備廂空間依然不是很大，尾門配有空氣支桿，後備廂內側有儲物網兜。
全新一代寶馬Z4的內飾線條簡潔大氣，突破了寶馬一貫的中控飾板設計，顯示出較高的質感。三輻式的方向盤延續了家族經典的銀、黑拼色設計，黑色的按鍵排布經過重新設計，可看到自適應巡航等功能，方向盤下方有M標誌。全液晶儀表的設計跟五邊形雙腎有契合之處，加上菱形全液晶儀表屏的設計和iD7五維人機交互系統，讓車輛的科技感有了質的飛躍。
中控配有10.25英寸的液晶屏幕，下方的黑、灰、鍍鉻配色乾淨利索，按鍵小巧。黑色的擋把也經過重新設計，更加短小精悍P擋設置在了擋把後側。車輛配有運動和舒適和經濟三種駕駛模式，按鈕位於點火按鍵後方，而電子駐車和車篷的控制鍵位於中控屏幕操作旋鈕後方。擋把前邊的儲物格內有一個USB接口和點菸器接口，並配有手機無線充電功能。
白色的一體式運動座椅採用了 Vernasca真皮，包裹質感不錯。中央扶手箱為單側打開式，空間不大，除了兩個水杯架外還有一個USB接口、剩下的空間只能放一些零碎的物品了。車門上儲物空間非常小，配有兩擋座椅記憶。設計延續了五邊形的風格，兩處揚聲器則設計成了三角形，搭配上黑白撞色，鮮明漂亮。車輛配備了哈曼·卡頓環繞音響，座椅後面的4個揚聲器看起來很霸氣。揚聲器中間有一個通道，方便駕乘者從後備廂取放物品。
車輛匹配了後橋限滑差速器，讓車輛在過彎時左、右後輪的扭矩分配更加合理，在提升後輪抓地力的同時提升駕駛體驗。車輛匹配了新設計的雙節點彈簧減震支柱前橋和後五連桿獨立懸架，相較於之前的單節點和多連桿有更好的支撐和平衡性。
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