CBR650R的百公里加速时间为4秒。这款摩托车采用水冷四缸四冲程电喷发动机，排量为649cc，压缩比为11.4比1。CBR650R使用的发动机最大功率为56kw，最大扭矩为60 Nm。该发动机可以在9000转时输出最大功率，在8500转时输出最大扭矩。

摩托车采用的四冲程发动机工作原理与汽车类似。四冲程发动机在运行时具有四个冲程：进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。

当发动机处于进气冲程时，进气门会打开，此时活塞向下运动，吸入可燃混合气。当发动机处于压缩冲程时，并且进气门和排气门基本关闭，此时活塞会向上运动压缩可燃混合气。当发动机处于做功冲程时，进气门和排气门基本关闭。此时火花塞会释放电火花点燃可燃混合气，燃烧后的可燃混合气可以推动活塞向下运动，使发动机输出动力。当发动机处于排气冲程时，排气门将打开。这时，活塞会向上运动，使气缸内的废气排出。

四冲程发动机在工作时会不断循环这四个冲程。