Yamaha YZF-R15M mang thiết kế yếm quây thể thao đầy đủ, tối ưu hóa khí động học và tăng cường ổn định ở tốc độ cao. Điều này đại diện cho sự tiến bộ so với các mẫu cùng phân khúc, với sự tập trung của Yamaha vào trải nghiệm lái thể thao chân thực. Xe cũng được trang bị đèn pha thiết kế độc đáo, tạo điểm nhấn cho phần đầu xe.
Phía treo trước của xe sử dụng loại đảo chiều, kết hợp với giảm xóc đơn phía sau, mang lại cảm giác lái êm ái, ổn định trên mọi loại địa hình, kể cả đường núi. Tuy nhiên, hệ thống phanh vẫn chỉ có ABS đơn kênh ở phía trước, tương tự như phiên bản trước.
YZF-R15M trang bị khối động cơ SOHC, đơn xi lanh, 4 thì, làm mát bằng dung dịch, sản sinh công suất tối đa 18,4 mã lực tại 10.000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 14,2 Nm tại 9.000 vòng/phút. Đặc biệt, xe còn được trang bị hệ thống sang số nhanh và hỗ trợ chống trượt, giúp người lái dễ dàng kiểm soát xe khi thay đổi tốc độ đột ngột.
Bảng điều khiển của xe là loại TFT kỹ thuật số, tích hợp tính năng Y-Connect, cho phép người lái kết nối với điện thoại thông minh và truy cập vào nhiều thông tin hữu ích. Hơn nữa, xe còn có hệ thống kiểm soát bám đường và hai chế độ lái, cho phép điều chỉnh trải nghiệm lái xe theo ý muốn.
