Це був перший мотоцикл, який використовував у своїй конструкції верхньоклапанний чотиритактний двигун на 650 кубів із двома циліндрами. Працював він на паливі АІ 76-80, використовував повітряне охолодження. Потужність двигуна становила 32 л.
У перших випусків МТ–11 було вертикальне (карбюратор К-63 через перехідник), на МТ–10 стояли К-301. У пізніх МТ–11 змінилися зовнішні ребра жорсткості на клапанних кришках і з'явилися версії зі стартером, що також спричинило зміни маховика і додавання вирізу в блоці.
У потужного Уралу потужність сягала 36 л. с., у Дніпра – 32 л.