A játékkonzolt rendeltetési céljának megfelelően úgy alakította ki a Microsoft, hogy az erőteljes, a csúcsminőségű grafikát is megjeleníteni képes eszköz legyen. Az Xbox grafikus processzorát (GPU) a PC-s grafikus megoldásairól híres nVidia Corp. készíti, központi erőforrása pedig egy Intel Pentium III 733 MHz-es processzor lesz. Az eszköz emellett 8 GB-os merevlemezes meghajtót, 64 MB RAM-ot, 64 csatornás 3D audiorendszert és szélessávú (broadband) internetkapcsolatot fog tartalmazni.
A szélessávú internetes kapcsolat és a jó minőségű hangrendszer megvalósításáért a Microsoft két olyan DSP-t (Digital Signal Processor - Digitális jelfeldolgozó) épített a játékkonzolba, amelyek másodpercenként 4 milliárd művelet elvégzésére képesek. Ez a teljesítmény elegendő lesz ahhoz, hogy az Xbox moziminőségű 3D hanghatásokat legyen képes előállítani, mialatt az egység az internetre van kapcsolódva on-line játék közben. A Microsoft azt is elmondta a játékkonzolról, hogy mivel alkatrészeinek jelentős része a PC-khez is használatos, nem fordulhat elő olyan alkatrészhiány, mint amely súlyos gondokat okozott a Sony PlayStation 2 tavalyi megjelenése után.
A Nintendo GameCube, amely az Xbox-szal nagyjából egyidőben, szintén novemberben jelenik meg az USA-ban, PowerPC processzorra épül az IBM 405-ös chip képében. Az alkalmazott speciális, ATI grafikus rendszer mellett az IBM processzora sem áll messze a megszokott PowerPC-s rendszerektől. A Nintendo korábban MIPS arhitektúrájú processzorokat alkalmazott konzoljaiban. Az új eszköz esetében a Nintendo az IBM Microelectronics-hoz és a PowerPC-hez pártolt. Az új PowerPC alapú speciális processzor a Gekko nevet viseli, és 405 MHz-en fut majd. A chip sebességének további növelésére a lapkán helyet kapott 256 KB integrált L2 cache is.
A processzor az IBM 180 nm-es csíkszélességű, réz alapú technológiájára épül, és 32 bites egészszámos, valamint 64 bites lebegőpontos műveletvégzési tesztekben 925 DMIPS sebességet ért el a Dhrystone 2.1 sebességtesztben. Az IBM szerint a RISC működési elv sokat lendít a processzor sebességén a geometriai és megvilágítási műveletek végzésekor, amelyeket a konzolok esetében általában a központi chip végez.