1997年9月のミラノショーでのデビューからちょうど10年、常にスーパースポーツの歴史をリードしてきたYZF-R1が、再び大きな飛躍を遂げる。
YZR-M1譲りの4バルブ方式エンジンにヤマハ電子制御インテーク「YCC-I」と電子制御スロットル「YCC-T」を組み合わせて、公道でのエキサイトメント追求に加え、サーキット最速を目指した新たな走りのコンセプトで5代目YZF-R1、登場。

1985年より受け継がれてきた5バルブ方式を一新、前傾シリンダー・ストレート吸排気の基本デザインは不変ながらYZR-M1譲りの4バルブ方式となる水冷DOHC並列4気筒エンジンを新たに搭載。
4バルブ化によりシリンダーヘッドは燃焼室形状と動弁系のコンパクト化が図られ圧縮比を従来の12.4から12.7にアップ、自然吸気により178PSのパワーを絞り出している。
また'06 YZF-R1SPが装備していたスリッパークラッチをついに標準搭載として、シフトダウン時エンジンブレーキによりリアホイールのホッピングやロックなどマシンの挙動の安定化を実現している。

この新設計エンジンに、量産二輪車初の電子制御モーターによる可変式エアファンネル「ヤマハ電子制御インテーク(YCC-I)」(Yamaha Chip Controlled Intake)を搭載した。
吸気用のダクトを上下分割式として、通常は連結状態でファンネル長を140mmとして新気を吸入。エンジンの回転数とアクセル開度が一定域を超えると電子制御にてファンネル上部が分離され下側65mmだけとなることで高回転時の吸気効率を稼ぎ、中低速と高速性能の両立を図り全域での滑らかな出力トルク特性を達成している。
さらにすでにYZF-R6で定評のある電子制御スロットル、YCC-T（YCC-T/ Yamaha Chip Controlled Throttle）を採用。 高性能3CPU ECUをよりライダーの微妙なアクセル操作を検知、高速演算処理により瞬時に最適スロットルバルブ開度をモーターで駆動することで、アイドリング域から全回転域で好レスポンスを実現、これら最新の技術の連携により最高出力の向上と中低速域でも力強くなめらかな出力特性を獲得している。

シートカウルにビルトインされるアップマフラーはサイレンサーが超軽量なチタン製で、断面を偏平楕円として容量を稼いだ新デザイン。ストリートマシンとして端正かつ鮮烈な外観を形作っている。
またヤマハが誇る排気デバイス「EXUP」はオールチタン製バルブで、1・2番／3・4番シリンダーからのエキパイを2本に集合した部分にバルブを配し脈動を制御する2気筒連結型。吸気系の新しい技術と呼応して全域で力強くワイドな特性を引き出している。

そのほか高回転化に対応したアルミ鍛造ピストン、真円度の高いFSコンロッド、超軽量で高い強度を持つ31mm径チタン吸気バルブなど、高回転・稿出力を追求する高度な技術が盛り込まれている。

旋回性に優れる新設計アルミデルタボックスフレームを採用
新設計のアルミ製デルタボックスフレームは、ボディの内側を重力鋳造部材、外側に非鋳造プレス材を相互に溶接した複合構造で、高速での安定性と優れた旋回性・レスポンス性とを引き出す最適なバランスを実現、またリアスイングアームピボット位置を従来比3mm上げることにより、パワーアップにより増大した駆動力によるアンチスクワット性を確保している。
またリヤアームは左右非対称の逆トラス形状で重力鋳造部材を用いたピボット廻り、アーム部など主部分にはCFダイキャスト、そしてアーム末端のアクスル締結部は鍛造と最適な構成を組み合わせることで、横剛性の過大化を抑えながら全体のねじれ剛性を30％向上させている。

コーナーでの明快な接地感によりライダーが安心してマシンをバンクさせる。バンクによりフロントの舵角がつき、旋回初期から素早く積極的な向き変えが行なえる。
この考えに基づきフレームやスイングアームが見直しされたのはもちろん、フロントフォークはインナーチューブの薄肉化や内部ピストンの大径化、ロッドのアルミ化など外観は従来と同じΦ43mmでありながら内部構造を一新、リアサスペンションも圧側を高速と低速のそれぞれを独立調整できる新設計とした。
またラジアルマウントされるフロントブレーキには、2ピース構造・4枚のブレーキパッドを6つのピストンで押す6ポットキャリパーを新たに採用、高い制動力とコントロール性を実現するとともにディスクローター径を従来のΦ320mmからΦ310mmに小径化、回転モーメントを低減しフロント廻りのジャイロ効果を抑えることでハンドリングにも寄与している。

ボディデザインは基本的に従来のYZF-R1のスタイルを継承しながらも、鍛え上げられたアスリートの身体美や筋肉の持つ力強さ・美しさを思わせるエッジの効いたアグレッシブな造形としている。