NSXのタイプRは1992年11月から3年間生産されたが、ピュアスポーツモデルのNSX-Rが改めて設定されたのは2002年5月。呼称はタイプRとは微妙に異なるが、走りを徹底追及したモデルである点は共通で、2002年の時点でホンダはかつてのタイプRに対してもNSX-Rという呼び方をしている。

　外観はフロント部分にエアアウトレットダクト付きカーボンボンネットフード、フィン付きフロントアンダーカバーが採用されたほか、リヤにはディフューザーやカーボンリヤスポイラーが採用され、これによって前後ともマイナスリフトを達成。NSX-Rは空力を積極的に利用することで、路面に吸いつくような走りを実現し、主にサーキットでのラップタイムを向上している。

　搭載エンジンはV型6気筒3.2リッターのDOHC VTECで基本は変わらないし、当時は自主規制によってパワーの上限が抑えられていたが、レーシングエンジンの組立技術を応用した高精度部品の採用や、手作業による高度なバランス取りなどによって、フリクションのない高回転域まで気持ち良く吹き上がるエンジンに仕上げている。同時に6速MTのファイナルギア比のローギレシオ化によって加速フィールを向上させた点も見逃せない。

　サスペンションはボディ剛性の強化と専用のセッティングにより、タイトコーナーでの旋回性能を向上させた。また専用開発のハイグリップタイヤ(ボテンザRE070)やBBSとの共同開発による軽量鍛造アルミホイールなどを採用している。

　軽量化には前述のカーボン製のボンネットフードやスポイラー、鍛造アルミホイール、インテリアではカーボンアラミドコンボジットシェルのレカロ製フルバケットシートの採用などが大きく貢献している。防音対策の仕様を省略したことなども軽量化につながる要素で、ノーマルNSXに対して70kg（エアコン非装着車）の軽量化を果たしている。

　NSX-Rの価格は6速MTで1195万7000円。この当時、ベースグレードのNSXが920万7000円で、NSX-Sでも1035万7000円だったから、カーボンパーツなどによって価格アップ幅が大きくなったようだ。フルオプションにするとさらに150万円ほどが必要だった。