第一代马自达3的发动机是2.0L 的直列四缸,2.5L 的 V6发动机。这两款发动机都采用了顶置双凸轮轴、16气门、可变正时技术,在动力上表现还不错,只是燃油经济性和稳定性比较差。
第二代马自达3的发动机为2.0L 的直列四缸,2.5L 的 V6发动机。新发动机依然采用了顶置双凸轮轴、16气门、可变正时技术,最大功率和扭矩分别提升到110kW\/6000rpm 和175Nm\/4000rpm,但相应的燃油消耗也有所增加,不过在2000转左右就能爆发出峰值扭矩,在日常驾驶中更容易获得充沛的动力输出。