官方宣称PS4在硬体上比前代PS3大幅提升，运算能力大约是PS3的20倍，游戏画面进一步提升解像度到“高达1080P”、每秒显示张数“高达每秒60张”。对比PS3，PS4加入不少特色，例如跨游戏语音聊天功能、转型成真实好友构成的网络以及透过Ustream和Twitch网路串流实况转播游玩画面。据称有更多的PS4机能将会陆续推出[19]。在主机开发过程中，为了避免过于追求性能而使制作游戏软件更加困难的情况的发生，索尼放弃了PlayStation 3原有的设计，重新选择了与个人电脑相同的X86架构，使得游戏开发更加容易[20]；但是缺点是与PS3、PS2或是PSone®游戏不相容。
PS4采用以超微（AMD）为基础的x86-64架构处理器，与使用Cell架构的PS3不同[21]。更换处理器架构的目的是让游戏开发的过程变得更容易，以吸引更多不同的开发者加入。这样的变更是来自于索尼在PS3的开发、制造和发售过程中所学习到的经验。PS4其他的硬体特征包括内建8 GB的GDDR5整合式记忆体、更快速的蓝光光碟机，以及专门用来处理音讯、影像、以及其它背景服务的定制处理晶片。
技术规格
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PlayStation 4使用了由索尼与AMD超微半导体合作开发的处理器，整合了中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）以及包括内存控制器和视讯编解码器在内的其他元件[22]。其共计八核心的中央处理器是由两个x86-64架构的四核心AMD Jaguar模组组成[22][23]。图形处理器由18个运算单元组成，理论上具有最高每秒1.84兆次的浮点运算能力（TFLOPS）[24]。主机的GDDR5记忆体的最高运作时脉为2.75GHz（每秒5500 MT），其最大记忆体频宽为每秒176GB[24][25][26]。PlayStation 4配有共8 GB的GDDR5记忆体[24][27]，是PlayStation 3系统的16倍之多，有认为将可让主机的市场寿命更长[28][29]。主机内另配有一个专责处理下载、上传和社群游玩相关功能的次要处理器[30][31]。这些功能可在游戏进行中或主机待机时在背景执行[32]。主机内也包含了一个音讯模组，能够支援游戏内语音交谈，以及在游戏中处理“十分大量”的音讯串流[33]。
PlayStation 4搭载的唯读式光碟机能读取蓝光光碟（PlayStation 4成为PlayStation系列首款未升级光盘介质的游戏机），其读取速度最快可达到PS3的三倍，光碟置入方式与PS3一样为无托盘的吸入式（slot-in）[29][34]。主机内建硬体解压缩模组，能够加快光碟的读取速度，并在游戏不需存取光碟内容时将尚未读取的资料暂时保存，这项功能是索尼“PlayGo”策略的一部份[33]。虽然主机具有4K解析度照片和影片的播放能力，但无法渲染解析度超过1080p的游戏[35][36]。主机内建500 GB容量的硬碟作为额外的储存空间[37]，使用者也可自行升级更换硬碟（支持7mm与9mm厚的2.5英寸规格硬盘）[38][39]。
PlayStation 4支援WiFi、乙太网路连结和蓝牙传输，并有两个USB 3.0连接埠[24][29]。此外也有一个可连接动作感应装置PlayStation Camera的接孔[24]。主机包装内付有一个可与DualShock 4连结的单声道耳机麦克风组[40]。视讯和音讯的输出界面支援HDMI和光纤S/PDIF音讯[24]。主机无法输出类比视讯和音讯[41]。
虽然在推出时尚无法使用[42]，但PlayStation 4具有“睡眠模式”（suspend mode）功能。该功能可让主机以低功耗运作，让使用者能快速唤醒主机并继续游戏。在睡眠模式中主机也能自动下载游戏或软体更新等内容[43][44]。
PlayStation 4内建支持110－240伏特的通用交流电电源供应器[45]，其最大电源值为250瓦特。根据Eurogamer网站的测试，主机在操作选单时消耗约80瓦特的电力，在游戏进行中则会提升至110－120瓦特，在选单模式和游戏中最高可达到140瓦特的功耗[46]。而自然资源保护协会（NRDC）的测试结果也显示了相近的数据，在游戏进行时最高功耗为137瓦特（包含连结PlayStation Camera）；在待机模式下（连接网络）测量的功耗为8.8瓦特，而关机状态下则为0.5瓦特[47]。
此外，PS4主机有多个型号，CUH-1000为初代发售型号，CUH-1100为后续销售型号，CUH-1200则为小改型号，相比于CUH-1000和CUH-1100的虚拟触摸式电源键和光驱吐盘键，CUH-1200则都改为实体按键，避免了因静电导致的误吐碟现象。
控制器
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主条目：DualShock 4和PlayStation Move
DualShock 4
PlayStation 4的主要控制器是DualShock 4，透过蓝牙2.1+EDR与主机连结[48]，旧款控制器DualShock 3则无法在PlayStation 4上使用[49]。DualShock 4加入了数项全新的功能，包括正面配有可按压的双点电容式感应触控板[40]。此外控制器亦支援动态感测，内建三轴陀螺仪和三轴加速器，其震动功能亦有改进[40][48]。DualShock 4也是第一款正式支援Windows个人电脑的PlayStation原厂控制器[50]。控制器内建不可拆除的充电式锂电池，容量为800 mAh[51][40]。控制器重量约为210克，尺寸为162x52x98毫米，使用橡胶与塑胶材质增加握持感[48][51]。
控制器内建有数个输出连接埠。其中的3.5mm TRRS立体声接孔可连接耳机与麦克风，能让使用者同时接收并传送音讯[48]。此外控制器上亦配有一个Micro-USB连接埠、一个扩充连接埠，以及一个单声道扬声器。控制器可透过mirco-USB或专属充电座进行充电[40]。
DualShock 4上设有下列按钮：PS按钮、SHARE（分享）按钮、OPTIONS（选项）按钮、方向按钮、动作按钮（ 、 、 、 ）、上端按钮（R1、L1）、扳机按钮（R2、L2）、类比操作杆按钮（R3、L3）以及触控板按钮[40]。其中部分按钮配置与DualShock 3有所不同，包括START和SELECT按钮整合为单一个OPTIONS按钮[40][51]。专属的SHARE按钮可让使用者在上传游戏进行的影片或截图[40]。操作杆和各按钮依据开发商的意见而重新设计[40]，包括将类比操作杆的表面边缘改为突起等[51]。
DualShock 4同时也装载了可显示各种颜色的光条。不同的颜色可用来代表不同的玩者，并可作为重要讯息的提示之用（例如游戏人物的生命值降低等）[40]。此外光条也可与PlayStation Camera摄影机互动，让摄影机能透过光条来判定控制器的动作和距离远近。这项功能是以PlayStation Move技术为基础，既有的PlayStation Move控制器亦可在PlayStation 4上使用[48][52]。
PlayStation Camera
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PlayStation Camera
PlayStation Camera是一个可另选购的动态感测配件。其包含两个1280x800像素的镜头，光圈值为f/2.0，焦距为30cm，具备85度的视野范围[40]。双镜头的设计能依据各种应用来改变操作模式[53]。两个镜头同时使用下可在摄影机视野范围内对物体进行深度侦测[54]，与Xbox的Kinect系统原理相同[55]。此外，其中之一的镜头可进行影像拍摄，而另一个镜头则可用来侦测动作[56]。
PlayStation Camera亦内建一组四声道麦克风[40]，可帮助降低背景噪音，并可接收语音控制命令[53]。摄影机的尺寸为186x27x27厘米，重量为183克[40]。摄影机与主机上的AUX连接埠相连，可录制RAW和未压缩的YUV格式影像[40][49]。