Kawasaki Z1000SX sử dụng động cơ 1.043 phân khối 4 xi-lanh thẳng hàng làm mát bằng chất lỏng, công suất 142 mã lực ở vòng tua máy 10.000 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 111 Nm tại 7.300 vòng/phút.
Với nâng cấp đáng kể cho phiên bản 2016, bao gồm ly hợp chống trượt (clipper clutch) và chống bó cứng phanh ABS, với trọng lượng 230 kg, Z1000SX thực sự là mãnh thú trên đường trường. Được coi là "kết tinh" của những dòng xe superbike nổi tiếng trên đường đua của Kawasaki.
Xe trang bị hệ thống phun xăng điện tử, sử dụng 4 bướm ga hình oval 38 mm của Keihin với hệ thống van kép. Hộp số 6 cấp kết hợp cùng bộ ly hợp ướt đa đĩa. Hệ thống kiểm soát độ bám đường KTRC tiêu chuẩn, có hai chế độ chạy Full và Low Power, trong đó Low sẽ tiết chế sức mạnh chỉ còn 75-80%.
Bộ khung ống bằng nhôm đi cùng với khung phụ phía sau cũng bằng nhôm, dưới yên tích hợp hộc đựng đồ nhỏ, phuộc trước đường kính 41mm, giảm chấn điều chỉnh. Hệ thống phanh gồm đĩa trước 300 mm với má phanh 4 piston, trong khi đĩa sau 250 mm, má phanh một piston, la-zăng đúc thể thao.
Hệ thống ống xả ngắn tương tự như trên chiếc nakedbike Z1000. Kính chắn gió phía trước điều chỉnh nhiều mức phù hợp chạy trong phố và trên đường cao tốc.
