O BMW Z4 chegou em 2002 para substituir o BMW Z3 introduzido em 1995.
A princípio, o Z4 estava disponível apenas como roadster, porém, em 2006, a produtora alemã lançou a versão cupê.
As dimensões da carroceria do Z4 eram maiores e sua distância entre eixos era mais longa e larga. A suspensão também foi atualizada para ser mais rígida e o carro foi equipado com um pacote esportivo que firmou a direção. Alguns dos elementos do Z4 foram emprestados da série 3 da BMW, como a suspensão multilink que era mais avançada do que a usada para o BMW Z3.
A direção deixou de usar a bomba hidráulica e foi substituída por um servo motor elétrico – a direção era controlada com base no movimento e velocidade da suspensão. Alguns podem dizer que a direção deixou de ser tão precisa devido a essa mudança.
O Roadster (também chamado E85) tinha um manual de 5 velocidades, manual de 6 velocidades ou uma transmissão automática de 5 velocidades. O Coupe lançado em 2006 tinha uma caixa manual de 6 velocidades ou automática de 6 velocidades, equipada com patilhas de mudança montadas na coluna de direção.
O BMW Z4 foi oferecido apenas com motores a gasolina, em 7 diferentes capacidades cúbicas e diferentes potências. A versão M do Coupe e do Roadster teve o motor usado para o M3, um 3.2 de 343 cv. O padrão apresentava uma caixa manual de 6 velocidades.