ll nuovo motore è caratterizzato da una corsa più lunga per portare la cilindrata a 636 cc. Alesaggio e corsa sono stati modificati passando da un 67,0 x 42,5 mm al 67,0 x 45,1 mm. L'aumento della cilindrata migliora così le prestazioni del motore a tutti i regimi. Anche i condotti di aspirazione e di scarico sono stati perfezionati per adattarsi alla maggiore cilindrata del motore, regalare una sensazione di maggiore potenza. Il condotto di aspirazione ora è più largo in prossimità dei corpi farfallati e i passaggi che portano alle valvole si dividono prima. I catalizzatori presenti nel collettore, una precamera di scarico e un silenziatore di volume maggiore garantiscono il rispetto delle normative Euro-3 sulle emissioni. Con un peso di 192 kg (194 kg con ABS), i valori di massima potenza con sistema RAM di immissione dell'aria sono di 101 kW (137 CV) a 13.500 rpm, mentre la coppia massima è di 71 Nm (7.2 kgm) a 11,500 rpm.

Con una ciclistica configurata per garantire più performance nelle curve strette, la nuova Ninja ZX-6R 636 offre al conducente un più alto livello di prestazioni su pista e in strada.
La nuova forcella SFF-BP, le pinze monoblocco, la posizione di guida sportiva naturale e le regolazioni più affidabili, sono quindi una dotazione di serie da vera top di gamma. Telaio posteriore e forcellone sono essenzialmente gli stessi della ZX600R, confermati per premiare l'affidabilità degli equilibri, mentre l'angolo di incidenza è più stretto (da 24°a 23,5°) per migliorare la maneggevolezza. Riunendo i concetti di Showa SFF e BPF, la nuova forcella è dotata di molle su entrambi i lati, con la regolazione del precarico nello stelo sinistro e lo smorzamento affidato allo stelo destro. Quindi tutte le regolazioni si trovano nella parte superiore degli steli della forcella (sui coperchi superiori): precarico a sinistra; smorzamento in compressione ed estensione a destra. Ogni componente richiede una sola regolazione (non una per lato).

La nuova Ninja ZX-6R 636 è dotata di pinze monoblocco Nissin ad attacco radiale potenti ed estremamente rigid,e che offrono un controllo eccellente e una sensazione di maggiore solidità alla leva. Le pinze risultano inoltre più leggere di 90 g (45 g ciascuna) e migliorano la dispersione del calore. Dischi anteriori semi-flottanti a margherita in acciaio inox dal diametro maggiorato di 310 mm garantiscono una frenata più potente.

Il sistema di controllo della trazione è lo stesso che troviamo sull'ammiraglia ZZR1400 – ancora più avanzato di quello della Ninja ZX-10R. Insieme alle due modalità di mappatura del motore, questo sistema offre al conducente otto combinazioni per un'ampia gamma di condizioni di guida. Come per la 10R, i modelli con ABS sono dotati di KIBS, un sistema altamente avanzato progettato specificatamente per le supersportive.

L'impianto KTRC della nuova Ninja ZX-6R 636 riunisce i migliori elementi dei due sistemi di controllo della trazione di Kawasaki, S-KTRC e KTRC. Tre modalità coprono un'ampia gamma di condizioni di guida, offrendo migliori prestazioni nella guida sportiva o la possibilità di affrontare superfici scivolose in tutta sicurezza. Il pilota può scegliere fra tre configurazioni.
Le modalità 1 e 2 hanno come priorità la massima accelerazione in avanti (come nel sistema S-KTRC della Ninja ZX-10R 2011). La modalità 3 è simile al sistema KTRC presente sulla 1400GTR ABS 2010 (Concours 14 ABS), che garantisce la sicurezza del conducente facilitando una guida fluida su superfici scivolose. Volendo si può anche decidere di disattivare il sistema.

KIBS è invece un sistema a più sensori che riceve segnali da numerosi componenti della moto. Oltre ai sensori di velocità delle ruote anteriore e posteriore, come in qualsiasi altro ABS, il KIBS tiene sotto controllo anche la pressione idraulica delle pinze anteriori e numerose altre informazioni provenienti dall'ECU del motore (posizione della valvola a farfalla, velocità del motore, attivazione della frizione e marcia inserita). È la prima volta che in una moto di serie l'ECU del motore e l'ECU dell'ABS comunicano tra di loro.

Il nuovo stile aggressivo, influenzato dal design della Ninja ZX-10R, assicura che la nuova Ninja ZX-6R 636 sia subito riconoscibile come membro della famiglia. Il design minimalista è evidente nella nuova carenatura. Le aperture ampie aumentano inoltre il flusso d'aria che migliora la dispersione del calore. Lo stile aggressivo dei fari anteriori prevede dei proiettori.

Le doppie luci di posizione si trovano sui margini esterni dei fari anteriori. Gli indicatori di direzione anteriori sono integrati nella nuova carenatura aggressiva della moto. Indicatori posteriori eleganti completano il codino compatto. Il nuovo design delle luci posteriori a LED contribuisce ulteriormente all'aspetto sportivo della Ninja ZX-6R 636.

Il quadro strumenti permette di ottenere tutte le informazioni a colpo d'occhio. Il contagiri in stile analogico è accompagnato da un display LCD multifunzione. Le nuove funzioni comprendono: KTRC, mappatura del motore e indicatore di guida economica. L'indicatore numerico della marcia inserita a caratteri grandi fornisce al conducente informazioni istantanee, particolarmente utili in caso di errore di cambiata. Altre funzioni comprendono tachimetro, contachilometri totalizzatore e doppio contachilometri parziale, orologio, indicatore del consumo di carburante corrente e medio, indicatore del controllo di trazione, temperatura del liquido di raffreddamento, spia di cambio marcia e spia della riserva.