La gestione della grafica su schermo è affidata a una coppia di processori customizzati in grado di elaborare fino a 64 milioni di pixel al secondo , affiancati nel lavoro da un sistema DMA (Direct Memory Access) a 24 canali in grado di shiftare fino a 50 Mb di memoria al secondo, permettendo ai processori di comunicare tra loro e di accedere alla memoria di sistema in maniera autonoma ed indipendente e facendo quindi in modo che i due chip lavorino contemporaneamente senza cali di prestazioni.
Inoltre, a differenza delle altre console presenti a quei tempi, i due chip custom del 3DO generano la grafica su schermo tramite la gestione dei pixel e non degli sprite, permettendo così vari effetti quali warping, trasparenze, dissolvenze, texture mapping, anti-aliasing e sorgenti di luci fisse o in movimento.

Un chip custom DSP (Digital Signal Processor), in grado di eseguire calcoli matematici ad alta velocità e di riprodurre il suono con una pulizia pari a quella di un CD, si occupa dell'elaborazione dei dati digitali (sonoro e compressione/decompressione dati) ed inoltre grazie ad una tecnica composta da un complesso sistema di algoritmi denominata 3D Audio Imaging è possibile ,con l'utilizzo delle cuffie, avere la sensazione che il suono non provenga solo da destra e sinistra, ma anche da davanti e dietro.

Tra le capacità della macchina figura anche la possibilità di leggere, oltre ai cd creati appositamente per essa, gli audio CD (incluso il supporto per i CD+G), i Photo CD e i Video CD tramite l'aggiunta di una scheda Full Motion Video MPEG1