Vẫn giữ những đường nét thiết kế truyền thống, YZF-R1 2007 hoàn toàn mới hội tụ những công nghệ mà Yamaha đã dày công nghiên cứu, thử nghiệm trong nhiều năm qua. Đầu tiên, hãng xe Nhật Bản quay trở lại với công nghệ 4 van trên mỗi xi-lanh.Tăng đường kính xu-páp nạp từ 23,5mm lên 31 mm (lớn nhất trong số các siêu môtô. Cặp xu-páp xả có vẫn có đường kính 25 mm như YZF-R1 2006. Các van này đều được chế tạo từ vật liệu titan nhẹ siêu bền.

Trái tim của YZF-R1 là động cơ 4 xy lanh thẳng hàng với dung tích tổng thể lên tới 998 cc. YZF-R1 có tỷ số nén động cơ đạt 12,7:1. Do đó, công suất YZF-R1 có thể đạt 180PS ( 132kW) tại mức 12.500 vòng tua/phút. Công suất này cho phép R1 có thể đạt tốc độ tối đa là 350km/h.

YZF-R1 sử dụng công nghệ điều khiển bướm ga YCC-T ( Yamaha Chip Controled - Throttle ) mà Yamaha từng tích hợp trên chiếc người em cùng họ YZF-R6. Công nghệ này cho phép hỗn hợp nhiên liệu phun vào xy-lanh được tối ưu tại từng mức mở của bướm ga. Với chiếc YZF-R1, hệ thống này có thể đáp ứng được 1.000 lần thay đổi thông số trên một giây.

YZF-R1 đã bổ sung thêm một tính năng mới, đem lại sự vượt trội so với các chiếc xe thể thao. Đó là bộ xử lý điều khiển quá trình nạp YCC-I (Yamaha Chip Controlled Intake). Khi vòng tua động cơ thấp, YCC-I sẽ điều khiển van nạp sao cho mô-men xoắn mà động cơ sinh ra ở mức cao. Khi vòng tua động cơ cao, YCC-I điều khiển van nạp để công suất ở mức lớn nhất. Đây là bước cải tiến mang tính quyết định tới khả năng vận hành của Yamaha YZF-R1. Bởi khi vòng tua máy thấp, nó cần mô-men xoắn lớn để tăng tốc. Còn khi vòng tua cao, động cơ cần sinh ra công lớn để đạt vận tốc nhanh nhất.

Kiểu dáng của YZF-R1 phiên bản 2007-2008 không khác nhiều thế hệ cũ. Các chi tiết đúc cứng cáp, vuông vức hơn. Hốc gió ngay dưới đèn pha không tròn trịa mà góc cạnh và khá hiện đại. Logo Yamaha trên bình xăng nằm hẳn xuống cạnh chứ không nghiêng như đời trước. Nếu đo đạc chi tiết, YZF-R1 mới ngắn hơn 25,4 mm nhưng lại cao hơn 5 mm.

Một cái tiến mới đem lại lợi ích lớn cho người sử dụng là bộ phanh đĩa sử dụng công nghệ 6 piston hãm. Công nghệ này giúp các kỹ sư Yamaha có thể giảm kích thước đĩa phanh từ 340mm xuống 330mm. Điều này giúp người lái dễ dàng phanh và điều khiển xe hơn.