El BMW Z4 llegó en 2002 para reemplazar al BMW Z3 presentado en 1995.
Al principio, el Z4 solo estaba disponible como roadster, sin embargo, en 2006, el productor alemán lanzó la versión cupé.
Las dimensiones de la carrocería del Z4 eran más grandes y su distancia entre ejes era más larga y ancha. La suspensión también se mejoró para que fuera más rígida y el automóvil se equipó con un paquete deportivo que fortaleció la dirección. Algunos de los elementos del Z4 se tomaron prestados de la serie 3 de BMW, como la suspensión multibrazo, que era más avanzada que la utilizada en el BMW Z3.
La dirección ya no usaba la bomba hidráulica y fue reemplazada por un servomotor eléctrico: la dirección se controlaba en función del movimiento y la velocidad de la suspensión. Algunos dirán que la dirección dejó de ser tan precisa debido a este cambio.
El Roadster (también llamado E85) tenía una transmisión manual de 5 velocidades, manual de 6 velocidades o automática de 5 velocidades. El Coupé lanzado en 2006 tenía una transmisión manual de 6 velocidades o una automática de 6 velocidades, equipada con levas de cambio montadas en la columna de dirección.
El BMW Z4 se ofreció solo con motores de gasolina, en 7 cilindradas diferentes y potencias diferentes. La versión M del Coupé y del Roadster tenía el motor del M3, un 3.2 litros que desarrollaba 343 hp. El estándar presentaba una caja de cambios manual de 6 velocidades.