La Xbox está basada en la arquitectura x86, misma tecnología empleada en las computadoras personales. El equipo cuenta con un Procesador Central de 32 bits, basado en el diseño del Pentium III, tiene una velocidad de reloj de 733 MHz. La Xbox cuenta con 64 MB de RAM, del tipo DDR SDRAM y corre una velocidad de 200 MHz. La Xbox incorpora un disco duro, (cuyo tamaño es de 8 GB) usado primordialmente para guardar juegos y los contenidos descargados en Xbox Live. El sistema incorpora cuatro salidas para controladores inalámbricos y puertos USB 1.0. También incluía un puerto RJ-45 FastEthernet.
Durante la fase de desarrollo de la consola, habían 2 opciones para la CPU. Intel presentó un chip basado en el núcleo Coppermine de sus Pentium III, mientras que AMD presentó una propuesta basada en su Athlon. Microsoft optó por Intel.
En el apartado gráfico, Microsoft encargó a nVidia esta tarea. Desarrolló 2 procesadores: el controlador multimedia y el chip gráfico propiamente dicho. El IGP (Integrated Graphic Processor) es descendiente del GeForce 3, situándose en rendimiento entre la versión GeForce 3 Titanium y el posterior Geforce 4 Titanium. Recibió el nombre en código de NV2A.
El controlador multimedia realizaba las tareas de reproducción de video, decodificación de audio Dolby Digital.. y controlador de red.
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