ヤマハ電子制御スロットル「YCC-T」と可変吸気管長機構「YCC-I」を採用。
　フレームやフロントフォーク、リアスイングアームに高い剛性バランスが図られ、素材にマグネシウムを使用したシートレールによるマス集中化など、とどまることを知らない進化を続けるている。

水冷４ストロークDOHC並列４気筒・４バルブ・のエンジンは最新電子制御技術によりマン・マシン・インターフェイスを具現化するヤマハの技術思想ジェニック”(G.E.N.I.C.H.)による、制御機能を向上させて搭載した電子制御スロットルYCC-Tに加えて、YZF-R1で採用された可変吸気管長機構YCC-Iを搭載。FIの吸入空気量の変動に正確に対応して燃料供給制御を行なう特徴をさらに活かし、回転数・スロットル開度に応じファンネル長をロング/ショートに切り替えるシステムで、中低速トルク向上と高回転域でのさらなるパワー感によるパワフルで扱い易い特性を引き出している。
67.0mm×42.5mmのショートストロークに13.1の高圧縮比を実現したピストン、高性能素材を使い形状も吟味されたクランクシャフト及びコンロッドの軸受けベアリング、優れた疲労強度を保つ素材を用いたバルブスプリング、表面処理によって優れた硬度を確保したカムチェーンなどを用いることで高回転化に対応して優れた信頼性を獲得している。
またフレームとの相互位置関係を最適化したクランクシャフト・メインシャフト・ドライブシャフトの3軸の配置としたサーキット走行で絶妙なギア配分を生むクロスレシオ６速ミッションは、ヘッドパイプ・ピボット・リアアクスルを結ぶマシンのロール軸に沿う直線的なフレーム形状に貢献している。

このほか、後輪側からクランク側へトルクがかかった際にクラッチプレートへの荷重を変化させトルクの伝達を制御することでリアホイールのホッピングやロックなどを防止し、コーナーリング時の姿勢制御を助けて滑らかな進入性を引き出すスリッパークラッチ、コンパクトなラムダセンサー付き三元触媒内蔵のミッドシップマフラー、排気管内の排気脈動を制御して吸排気効率アップを図る軽量・コンパクト設計のEXUP（エグザップ）など、新しい技術の積極的な取り込みと熟成を図っている。

旋回中の剛性バランスを高め、操縦安定性の向上を実現した金型鋳造＆プレス材のハイブリッド構成のアルミ製デルタボックスフレームは、新素材を使い強度バランスの最適化がはかられている。

またリアフレームは、ヤマハ独自のCFダイキャスト技術を発展させたCFマグネシウムダイキャスト技術による量産二輪車初の一体鋳造型のマグネシウム合金製として、車体のマス集中化を実現している。

このほかフロントフォーク、リアスイングアームの剛性バランスの最適化やアルミ鍛造のアンダーブラケット、リアサスペンションブラケットの軽量化など、細部にわたって熟成がはかられている。

『マス・フォーワード・ムーブメントとミニマムイメージ』をキーワードとして性能の進化を反映した「サイドパネル上端とタンク天面の造形がフロントへ向かう躍動感、そしてフロントの接地感を視覚化する造形デザイン」は、YZF-R6のアイデンティティを強烈に感じさせる特徴となっている。