Sesuai dengan serinya, KLX300 dibekali mesin 292cc, 4-katup DOHC satu silinder, 4-tak, dan berpendingin cair juga. Mesinnya ini dilengkapi dengan rangka perimeter yang ramping dan ringan serta komponen sasis yang diklaim bermutu tinggi.
KLX300 performa ganda memiliki roda depan 21 inci dan roda belakang 18 inci, sedangkan supermoto KLX300SM dilengkapi dengan roda 17 inci di depan dan belakang serta ban untuk pengendaraan di jalan raya.***