El BMW X5 es el «todo terreno» de la Serie 5, si bien es completamente nuevo, con una carrocería que mide 4.667 mm de largo (15 cm más corto que el Serie 5), 1.872 mm de ancho (1 cm más que el Serie 7) y 1.707 mm de alto. Como si se tratara de un turismo, la carrocería del X5 es monocascoautoportante (también como el nuevo Mitsubishi Montero, el Honda HR-V o el Jeep Grand Cherokee, entre otros), y prescinde del doble larguero con travesaños que habitualmente configuran el bastidor de un todo terreno. Dichos largueros aportan una elevada robustez pero, en caso de accidente, no tienen una capacidad de deformación tan absorbente. Con una carrocería autoportante de deformación programada, BMW mejora los niveles de seguridad en caso de accidente con respecto a los que tienen bastidor de largueros. La carrocería tiene una rigidez torsional ejemplar, casi al nivel de sus modelos de la Serie 5 y por encima de otros todo terreno.

La suspensión independiente en las cuatro ruedas del X5 deriva también de las berlinas de BMW. En el tren delantero encontramos unMcPherson similar al utilizado por los Serie 7, aunque se ha realizado todo en acero al no creer aconsejable utilizar elementos de aluminio como en la berlina, más ligero pero menos resistente a posibles golpes en el campo.

El eje trasero tiene una suspensión multibrazo, como en los Serie 5 y Serie 7. Aquí sí se han incorporado elementos de aluminio para aligerarlo. En el X5 4.4i se equipan de serie unos muelles neumáticos con un dispositivo autonivelante, lo que aporta dos ventajas: mantiene estable la altura de la suspensión trasera en cualquier condición de carga, y contribuye a mejorar el nivel de estabilidad y confort. Más información sobre los muelles neumáticos.

Atendiendo a las elevadas prestaciones que son capaces de desarrollar los nuevos BMW X5, el equipo de frenos se ha dotado con unos discos de grandes dimensiones. En el tren delantero son ventilados y tienen un diámetro de 332 mm, mientras que los discos traseros son macizos y tienen un diámetro de 324 mm.