Viel neue Technik ist in diesem Wagen verbaut, der John Surtees ab dem sechsten Rennen viel Erfolg und sowohl ihm als Ferrari 1964 die Weltmeisterschaft bringt. Zwei der Rennen gewinnt er sogar, die GPs von Monza und auf dem Nürburgring. Neu ist an dem Auto die Bauweise mit Alu-Monocoque und dem Motor als Teil des Chassis. Man verzichtet fast völlig auf den bis dahin üblichen Rohrrahmen. Das spart Gewicht, stellt aber an die Stabilität des Kurbelgehäuses höhere Anforderungen.

Das zweite Novum findet sich in der Gemischaufbereitung, die über eine Einspritzpumpe direkt in den Zylinder erfolgt. Das System wird erstmals bei Rennen im Mercedes 300 SL eingesetzt. Insgesamt hat der Motor 10% mehr Leistung als sein V6-Vorgänger. Nochmals 11 kW (PS) werden bei der Verteilung des gleichen Hubraums auf 12 Zylinder als V mit 180° Bankwinkel im 512 F1 erzielt, hauptsächlich wohl wegen der dadurch möglichen höheren Drehzahl.