Bohrung und Hub von 81 x 48,4 mm entsprechen den Abmessungen der Panigale V4 R, von der dieser Motor einige seiner fortschrittlichsten technischen Lösungen übernimmt. Geometrien, Massen und Strömungsverhältnisse wurden jedoch vollständig neu entwickelt, um den Anforderungen des Motocross gerecht zu werden. Der extrem leichte Kolben verfügt über einen Kompressionsring und einen Ölabstreifring. Seine Box-in-Box-Konstruktion kombiniert hohe Steifigkeit mit Widerstandsfähigkeit und reduziert gleichzeitig die Kontaktflächen, um Reibungsverluste zu minimieren. Aus demselben Grund besitzt auch der Kolbenbolzen eine DLC-Beschichtung (Diamond Like Carbon). Die Kurbelwelle ist als Presskurbelwelle ausgeführt, während die Pleuelstange einteilig gefertigt wird.

Die enge technische Verwandtschaft zur Panigale V4 R zeigt sich zudem darin, dass der Motor dieselben Ventile und Kipphebel wie das Homologationsmodell für die Superbike-WM verwendet.

Die Titan-Einlassventile besitzen einen Durchmesser von 34 mm. Die Auslassventile aus Stahl messen 27,5 mm. Ergänzt wird das System durch einen hydraulisch betätigten Kettenspanner, der eine präzisere Steuerung der Steuerzeiten ermöglicht als herkömmliche mechanische Lösungen und dadurch Leistung sowie Zuverlässigkeit langfristig verbessert.

Basierend auf den Erfahrungen von Ducati Corse in der Superbike-WM und MotoGP geht dieses System für die vorausschauende Wartung weit über das klassische Konzept fester Wartungsintervalle hinaus. Ein speziell entwickelter Algorithmus überwacht kontinuierlich die Betriebsparameter des Motors sowie die Einsatzbedingungen und berechnet die Motorbeanspruchung in Echtzeit. Dabei wird auch die Art des Untergrunds berücksichtigt. Auf Grundlage dieser Daten aktualisiert das System fortlaufend einen Verschleißindikator und bestimmt die Wartungsintervalle, die über die Ducati X-Link App angezeigt werden. Dadurch orientiert sich die Wartungsplanung an der tatsächlichen Nutzung des Motorrads: kürzere Intervalle bei professionellem oder besonders intensivem Einsatz, längere Intervalle im Hobbybereich. Liegt die gemessene Motorbeanspruchung unter den Referenzwerten, verlängert der Algorithmus die Wartungsintervalle automatisch und optimiert die Betriebskosten, ohne Zuverlässigkeit oder Performance zu beeinträchtigen.

Die Wartung der Desmo250 MX gliedert sich in zwei Servicestufen: MID und FULL. Der MID Service umfasst die Kontrolle des Ventilspiels nach jeweils 45 Betriebsstunden sowie den Kolbenwechsel, dessen Intervall je nach tatsächlicher Nutzung zwischen 45 und 60 Betriebsstunden liegt. Der FULL Service beinhaltet eine komplette Motorrevision und ist abhängig von Einsatzbedingungen und Belastung zwischen 90 und 120 Betriebsstunden vorgesehen.

Die Desmo250 nutzt eine DOHC-Konfiguration (Dual Overhead Camshaft) mit vier Ventilen, die entwickelt wurde, um Gasdurchsatz und Verbrennungseffizienz zu optimieren. Diese technische Lösung sorgt für spontanes Ansprechverhalten und eine effiziente Leistungsentfaltung über das gesamte Drehzahlband. Die Gemischaufbereitung erfolgt über eine Mikuni-Drosselklappe mit 44 mm Durchmesser, die für eine direkte und präzise Gasannahme ausgelegt ist. Die Auspuffanlage aus Stahl und Aluminium mit integriertem Resonator gewährleistet maximale Performance und erfüllt gleichzeitig die internationalen Rennvorschriften von FIM und FMI für 2025 mit einem Geräuschgrenzwert von 109 dB plus 2 dB Toleranz.

Die Auspuffanlage mit Resonator aus einer Stahl-Aluminium-Konstruktion erfüllt die FIM/FMI-Regularien für 2025. Diese schreiben einen maximalen Geräuschpegel von 109 dB bei einer Toleranz von 2 dB vor.