BMW commence à produire des moteurs de motos à la suite de l'interdiction de produire des moteurs d'avion à la suite du traité de Versailles.
Au début, BMW copie les moteurs Douglas, flat twin (Boxer) à soupapes latérales et dont les cylindres sont montés longitudinalement. Ces moteurs sont vendus à des assembleurs comme Victoria ou Helios.
BMW rachète Helios, et redessine complètement la moto, avec un moteur 500 cm³ dont les cylindres sont cette fois orientés traditionnellement transversalement (face à la route), avec une transmission par arbre sans cardan (il n'y a pas de suspension arrière), une suspension avant par ressorts â lame, et pas de frein avant : nous sommes en 1923, et c'est la R32.
En 1924, sort la R7, à moteur culbuté.
Cette machine est très moderne pour l'époque, où l'on rencontre majoritairement des moteurs à soupapes latérales et de composants mécaniques fonctionnant à l'air libre.
En 1925, sort la R39, une 250 monocylindre culbutée (il y aura des monocylindres de 200 â 400 cm³).En 1928, sort la R63, une 750 cm³.
Dans l'avant-guerre, BMW commercialisa plusieurs modèles 250 et ³50 cm³ monocylindres, toujours 4 temps, avec arbre et cardan, à cadre tube ou en tôle emboutie.
BMW sera la première marque à équiper ses motos d'une fourche télescopique en 19³5.Pendant la guerre, BMW sera célèbre pour sa fameuse Afrika Korps (très inspiré du side belge FN Herstal), side-car à roue du side motrice, copié après la chute de l'Allemagne, par les soviétiques Ural. Après la guerre, la firme française CEMEC fabriquera des copies de BMW plus ou moins modifiées pour les administrations françaises.
De 1950 â 1972, BMW continuera ses flat-twins à cardan, avec la Série 2, reconnaissable à sa fourche Earles.
La couleur est le noir, parfois blanc, rarement rouge.
En 1954, avec la BMW RS est produit un moto de course aux "Upright Shafts".
Elle reste victorieuse jusqu'aux années 1970.BMW n'abandonne pas tout de suite les monocylindres, avec des 250 cm³ â cardan : la R25 en 195³ (fourche télescopique) et la R27 en 1964 (fourche Earles), jusqu'en 1966.La fourche télescopique ne reviendra qu'avec la série 5 (déclinée en 500, 600 et 750 cm³), de 1969 à1973.
La Série 6 verra apparaître une 900 cm³, et une version plus puissante, la R90 S, avec un tête de fourche (1973 à 1976) et disparaître la 500.
Le célèbre flat twin en version série 7 La Série 7 comportera quatre 1000 cm³, la R100/7, non carénée, la R100 S avec le tête de fourche tourisme de la R90 S, la R100 RS, avec carénage intégral sport et la R 100 RT avec carénage intégral grand tourisme (1976 â 1995).Par la suite, on verra de « petites » BMW, toujours en flat twin, en 450 et 650 cm³ (R45 et R65) et la R75 passer en 800 cm³ (R 80/7).
BMW ne proposera autre chose qu'un flat twin qu'avec la série K, en 1983: la K75 (cylindres 750 cm³;) et la K100 (4 cylindres 1 000 cm³). Ce moteur avait la particularité d'être un 4 cylindres en ligne longitudinal à arbre, couché horizontalement.C1 : un des premiers scooters (mais plus le seul) dont la conduite n'impose pas le port du casque car il est muni d'un toit, de protections latérales et d'une ceinture de sécurité.BMW continuera à innover en matière de suspensions, avec les GS 1150 et 1200, munies d'une fourche télescopique, associée â un combiné amortisseur situé devant le moteur.BMW sera aussi le premier â monter un ABS en série, sur sa K1.
Depuis 2007 de nouvelles innovations technologiques de premier plan sont apparues sur les nouveaux modèles de la marque : un système électronique d'anti-patinage (ASC) inauguré par la R1200R, tel qu'on le trouve sur les autos, et permettant d'affronter des conditions d'adhérence très mauvaises en toute sécurité, un système de suspensions réglables électriquement en roulant (ESA) et un système de contrôle de la pression de gonflage des pneus (RDC).