El motor bicilíndrico en paralelo refrigerado por aire, que cuenta con un cigüeñal de 360 grados, concede una cilindrada espectacular que provoca potentes rugidos del motor en cada toque de aceleración, a la par que cumple con la normativa Euro 4 sobre emisiones. El atractivo diseño del motor incorpora el emblemático árbol de levas con engranajes cónicos de la W650, el primer modelo de la serie W de Kawasaki que lo incorporó y que desde entonces presentan todos los modelos de la serie, incluyendo las anteriores W800. Sin embargo, la W800 se desmarca de sus antecesoras gracias al radiante color plateado del motor, que se complementa perfectamente con la pintura brillante e intensa del conjunto de la motocicleta y supone una gran diferencia con respecto a los colores oscuros del motor de las W800 STREET y CAFE.