Η φιλοσοφία πίσω από τον καινούργιο κινητήρα βρίσκεται στα έγκατα αυτού και αφορά στο στρόφαλό του. Η σχεδίασή του είναι πρωτοποριακή και ακολουθεί εκείνη του M1, με το οποίο η Yamaha συμμετάσχει στους αγώνες MotoGP. Τα αντίβαρα του στροφάλου, λοιπόν, είναι τοποθετημένα σε σχήμα σταυρού, δηλαδή διαμετρικά αντίθετα, ώστε το καθένα από αυτά να αναιρεί την αδράνεια του άλλου. Οι καύσεις επίσης στους κυλίνδρους είναι ασύμμετρες, με σκοπό τη συνολική βελτίωση της απόδοσης, της αίσθησης και της ευαισθησίας στο δεξί άκρο του οδηγού! Το σύστημα μεταβολής των εισαγωγών (Y.C.C.I), που αρχικά είδαμε στο προγενέστερο μοντέλο, αλλά και το ηλεκτρονικά ελεγχόμενο γκάζι, υπάρχουν και στο R1 του 2009. Οι αλλαγές όμως στον κινητήρα δεν σταματούν εδώ, μιας και όσον αφορά στην τροφοδοσία, καθένα από τα τέσσερα σώματα ψεκασμού έχει πλέον τη δική του ξεχωριστή λειτουργία για την αναλογία βενζίνης-αέρα. Στο εσωτερικό του κινητήρα επίσης συναντάμε νέα έμβολα και νέα χύτευση για τις μπιέλες για μεγαλύτερη ανθεκτικότητα.