新的 MT-09 堪称是彻头彻尾的更新。动力单元，有一个更贴近型号数字的，经过全新设计的水冷四冲程直列三汽缸 CP3 发动机，排汽量 889 cc（现行款的排汽量为 845 cc），峰值动力输出 87.5 kw（约 119 匹。现行款的峰值动力输出为 85 kw/约 116 匹）。此外，新车的这副动力单元符合欧五排放标准，并标配了滑动式离合器、快速换档系统。
对应开发目标、以及动力单元的变化，新的 2021' MT-09 在车体方面也获得了全面的改进。首先是追求更轻、更强、更灵活，以 CF 压铸技术制作而成的铝合金 Deltabox 车架。Yamaha 称，CF 压铸技术的运用，让他们能够生产出非常轻、但足够坚固的铝结构组件，譬如新 MT-09 的车架和后摇臂。
新的车架有着一个非常薄的主樑两侧壁段，整个底盘（包括车架、铝制的副车架/尾樑和后摇臂）总成、比现行款轻了 2.3 公斤，双翼式的车架主樑设计特点，是从车头的转向轴总成、一体化地直接延伸到后摇臂枢轴点，该设计使 2021' MT-09 变得更加灵活。为了提高操纵特性，车架的纵向、横向和扭转刚度平衡得到了改善，横向刚度增加了 50%，以提供一个高水平的直线稳定性。
为了与更紧凑的车架和更短的前叉相匹配，车头转向轴的位置降低了 30 mm，此举可在转向时增加了前端抓地力的感觉、同时也提高了对骑士在驾驶时的反馈水平。新设计的、同样以 CF 压铸技术制成的铝制副车架/尾樑，比现行款的钢结构设计轻 1.5 公斤。
新设计的后摇臂具有重量轻、稳定性好的特点，比现行款轻了 250 克。与现行款的设计、呈一个 “ 香蕉 ” 状的右侧部分相比，新后摇臂的右侧呈一个更直的形状，在外观上、左右显得更为对称，以匹配新一代车型的车身设计。为了在转向和直线行驶时获得更好的稳定性，新 MT-09 的后摇臂连接枢轴、安装在车架主樑的两侧结构之间，而不是像以前一样、将后摇臂的连接枢轴，安装在车架主樑外侧。这种新的摇臂设计和连接布局，目的是降低簧下重量，并对新车架的刚度平衡作出补充。
下面的图片，现行款 MT-09 的车架和后摇臂（资料图片）。
新一代的 MT-09，采用了一个厂方称之为 Coverless “ 无覆盖 ” 的车身设计，其理念是除了基本的要素之外，剥离一切的极简主义。而设计目标、是为求将 MT 的本质特征展现出来，从视觉上去表达机器的本质 —— 声音、扭矩、自由和敏捷。
Yamaha 表示，“ 无覆盖 ” 的车身设计，首先是为了表达全新 MT-09 出色的操控性能，该设计去掉了所有不必要的车身组件，从各个角度给人一种充满动感、敏捷的全新视觉感受。紧凑的前挡泥板和极简的前照灯、是这一肌肉裸露的车架/底盘上唯一的车身部件，此设计突出了造型优美的车架结构，并赋予了车体一种强烈、有目的性和纯正的机械之美。
同时，以一个高度集中化的设计理念、来表达新车的扭矩感 —— 通过将前大灯、油箱、座椅和排气管尽可能靠近发动机，形成了一个整体印象是紧密压缩的、准备采取行动状的视觉，透过发动机曲轴箱侧盖上的加强筋等的各种细节、以进一步去强化机械感，而车架的新水晶石墨色彩、是为了突出机械零件的材质，并传达出令人印象深刻的、高度精致的外观。
Yamaha 称，这个车身设计，它突出了新 MT-09 的肌肉型外观，并创造了一种压抑的力量感。此外，纤细的座椅和尖尖的尾部，加上完全没有车身腰部的侧面板和其他不必要的附加部件，更加突出了新 MT-09 的力量感。
新 MT-09 采用一对十幅式前后轮框，厂方称、这是他们有史以来最轻的轮框（量产车型）。
这组新轮框采用独特的旋转式锻造、热处理技术制作而成，在保持原有强度的同时、重量降低了 700 克（一组轮框）。任何重量的节省都会带来即时的性能优势，尤其是在非簧载重量（簧下重量）方面，即使是最小的减重也会对改善操控、转向和悬挂系统性能做出重大贡献。新的这组轮框，降低了的重量，使得车轮的陀螺转动惯量、比现行款的轮框减少了 11 %，后轮的转动惯量也显著减少了11%，对于新车在操控上的灵活性来说、此举有着较大的贡献。
其他方面，采用了叉芯口径为 41 mm、全可调的 KYB 倒立式前叉，3.5 英寸的全彩色 TFT 数字式仪表板，新设计的、Y 字风格的 LED 中央双功能投影式前大灯，与超级跑车 YZF-R1 同级的前制动系统等。
