Мотоцикл К-650 относится к мотоциклам тяжёлого класса. Предыдущей моделью является мотоцикл К-750. На К-650 устанавливали мощный четырёхтактный, двухцилиндровый двигатель, объёмом 650 кубических сантиметров. Его мощность составляет 32 лошадиные силы при 5000 — 5200 об/мин. Максимальная скорость мотоцикла более 100 км/ч.
Важная особенность двигателя этого мотоцикла — это расположение клапанов. Они у него расположены сверху.
Бензобак мотоцикла имеет объём 21 литр. На 100 километров мотоцикл расходует 5,8литра топливной смеси. На К-650 применяли карбюратор модели К-301.
Мотоциклы К-650 эксплуатировались в Почетном Кортеже с 1969 по 1973 г.