A GSX-S1000 é alimentada por uma versão de rua do motor de quatro tempos, quatro cilindros em linha, refrigerado a água DOHC 999cm³, que se tornou uma lenda na GSX-S1000 de 2005 à 2008. O motor entrega uma resposta imediata e emocionante do acelerador, aceleração controlada, para que o piloto tenha uma experiência de
desempenho de aumentar a adrenalina. Um design de curso longo, com um diâmetro de 73,4mm e um curso de 59,0mm permite às câmaras de combustão serem compactas. E portanto, permite a combinação de uma taxa de compressão perfeita, pistão de cabeça reta e uma ampla potência ao longo da curva de rotações. Avanços dentro do motor começam pelo pistão. A Suzuki utilizou de técnicas conhecidas como “finite-element analysis” para tornar os pistões mais leves sem comprometer a sua rigidez. Entre os benefícios estão amplo torque e rápida aceleração. Os perfis de comando otimizam o tempo de válvula para atingir um tipo de potência que é adequada tanto para as ruas quanto para estradas sinuosas. Velas de ignição de Iridium tornam a faísca mais forte, melhorando a eficiência de combustão e consequentemente a potência, resposta do acelerador linear, uma partida de motor mais fácil e uma lenta estável. Cada parede de cilindro é banhada com um revestimento Suzuki (SCEM) que teve sua qualidade comprovada em competições, reduzindo o atrito, melhora a transferência de calor, durabilidade e anel de retenção. O radiador de formato redondo ajuda o motor a manter uma temperatura constante.
As proteções ajudam a guiar o ar ao centro do radiador. O radiador de óleo a líquido é leve e compacto.
As suas dimensões pequenas ajudam a fazer com que a motocicleta pareça mais elegante ao deixar mais espaço para o sistema de exaustão. Furos de ventilação entre os cilindros foram adicionados à carcaça para melhorar a perda por bombeamento e aumentar a potência.