La XBox 360 está gobernada por una CPU basada en PowerPC y diseñada por IBM. Esta CPU funciona a a 3.2 GHz y consta de tres núcleos simétricos que pueden ejecutar dos hilos por hardware cada uno. Incorpora 512 MB de RAM de tipo GDDR3 a 700 Mhz, que le proporcionan un ancho de banda a memoria de 22.4 Gbps. La tarjeta gráfica que incorpora es un desarrollo de ATI, basado en la familia ATI Radeon R500, y funciona a 500 MHz. Es capaz de mover 500 millones de triángulos por segundo y tiene una resolución de salida de 720p o 1080i, con formato panorámico 16:9. La XBox 360 está especialmente pensada para ser usada con televisores HDTV de alta resolución.

El audio tiene una frecuencia máxima de 48 KHz con una resolución de hasta 32 bits, pudiendo decodificar hasta 256 canales al mismo tiempo. Todos los juegos soportan Dolby Digital 5.1, lo que garantiza un sonido espectacular, especialmente si utilizamos un sistema de HomeTheater.

Los juegos de XBox 360 vendrán en discos DVD de doble capa, con una capacidad de hasta 8.5 GB. El lector que incorpora es de 12X y soporta los siguientes formatos: DVD-ROM, DVD-R/RW, DVD+R/RW, CD, CD-R y CD-RW. La consola también puede usar un disco duro interno de 20 GB, el cual será imprescindible si queremos usar la emulación de juegos de la XBox. Además, también incorpora dos ranuras para tarjetas de memoria de 64 MB, donde se podrán guardar las partidas, puntuaciones. La conectividad está asegurada a través de una tarjeta Ethernet Gigabit. También podemos usar una red inalámbrica, si disponemos de ella, mediante los accesorios que Microsoft pondrá a la venta.

Soporta hasta cuatro inalámbricos, además de tres controladores adicionales a través de USB. Estos controladores serán compatibles con PCs con Windows XP. El controlador inalámbrico tiene una autonomía de hasta 25 horas mediante el pack de baterías recargables NiMh. Las posibilidades de expansión de la consola vienen dadas por la incorporación de tres puertos USB 2.0, a través de los cuales podremos conectar discos duros externos y otros reproductores y consolas, como el iPod o la PSP, desde los cuales podremos reproducir contenido multimedia.