官方宣稱PS4在硬體上比前代PS3大幅提升，運算能力大約是PS3的20倍，遊戲畫面進一步提升解析度到「高達1080P」、每秒顯示張數「高達每秒60張」。對比PS3，PS4加入不少特色，例如跨遊戲語音聊天功能、轉型成真實好友構成的網路以及透過Ustream和Twitch網路串流實況轉播遊玩畫面。據稱有更多的PS4機能將會陸續推出[19]。在主機開發過程中，為了避免過於追求效能而使製作遊戲軟體更加困難的情況的發生，索尼放棄了PlayStation 3原有的設計，重新選擇了與個人電腦相同的X86架構，使得遊戲開發更加容易[20]；但是缺點是與PS3、PS2或是PSone®遊戲不相容。
PS4採用以超微（AMD）為基礎的x86-64架構處理器，與使用Cell架構的PS3不同[21]。更換處理器架構的目的是讓遊戲開發的過程變得更容易，以吸引更多不同的開發者加入。這樣的變更是來自於索尼在PS3的開發、製造和發售過程中所學習到的經驗。PS4其他的硬體特徵包括內建8 GB的GDDR5整合式記憶體、更快速的藍光光碟機，以及專門用來處理音訊、影像、以及其它背景服務的定製處理晶片。
技術規格
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PlayStation 4使用了由索尼與AMD超微半導體合作開發的處理器，整合了中央處理器（CPU）、圖形處理器（GPU）以及包括主記憶體控制器和視訊編解碼器在內的其他元件[22]。其共計八核心的中央處理器是由兩個x86-64架構的四核心AMD Jaguar模組組成[22][23]。圖形處理器由18個運算單元組成，理論上具有最高每秒1.84兆次的浮點運算能力（TFLOPS）[24]。主機的GDDR5記憶體的最高運作時脈為2.75GHz（每秒5500 MT），其最大記憶體頻寬為每秒176GB[24][25][26]。PlayStation 4配有共8 GB的GDDR5記憶體[24][27]，是PlayStation 3系統的16倍之多，有認為將可讓主機的市場壽命更長[28][29]。主機內另配有一個專責處理下載、上傳和社群遊玩相關功能的次要處理器[30][31]。這些功能可在遊戲進行中或主機待機時在背景執行[32]。主機內也包含了一個音訊模組，能夠支援遊戲內語音交談，以及在遊戲中處理「十分大量」的音訊串流[33]。
PlayStation 4搭載的唯讀式光碟機能讀取藍光光碟（PlayStation 4成為PlayStation系列首款未升級光碟媒介的遊戲機），其讀取速度最快可達到PS3的三倍，光碟置入方式與PS3一樣為無托盤的吸入式（slot-in）[29][34]。主機內建硬體解壓縮模組，能夠加快光碟的讀取速度，並在遊戲不需存取光碟內容時將尚未讀取的資料暫時儲存，這項功能是索尼「PlayGo」策略的一部份[33]。雖然主機具有4K解析度相片和影片的播放能力，但無法彩現解析度超過1080p的遊戲[35][36]。主機內建500 GB容量的硬碟作為額外的儲存空間[37]，使用者也可自行升級更換硬碟（支援7mm與9mm厚的2.5英寸規格硬碟）[38][39]。
PlayStation 4支援WiFi、乙太網路連結和藍牙傳輸，並有兩個USB 3.0連接埠[24][29]。此外也有一個可連接動作感應裝置PlayStation Camera的接孔[24]。主機包裝內付有一個可與DualShock 4連結的單聲道耳機麥克風組[40]。視訊和音訊的輸出介面支援HDMI和光纖S/PDIF音訊[24]。主機無法輸出類比視訊和音訊[41]。
雖然在推出時尚無法使用[42]，但PlayStation 4具有「睡眠模式」（suspend mode）功能。該功能可讓主機以低功耗運作，讓使用者能快速喚醒主機並繼續遊戲。在睡眠模式中主機也能自動下載遊戲或軟體更新等內容[43][44]。
PlayStation 4內建支援110－240伏特的通用交流電電源供應器[45]，其最大電源值為250瓦特。根據Eurogamer網站的測試，主機在操作選單時消耗約80瓦特的電力，在遊戲進行中則會提升至110－120瓦特，在選單模式和遊戲中最高可達到140瓦特的功耗[46]。而自然資源保護協會（NRDC）的測試結果也顯示了相近的數據，在遊戲進行時最高功耗為137瓦特（包含連結PlayStation Camera）；在待機模式下（連接網路）測量的功耗為8.8瓦特，而關機狀態下則為0.5瓦特[47]。
此外，PS4主機有多個型號，CUH-1000為初代發售型號，CUH-1100為後續銷售型號，CUH-1200則為小改型號，相比於CUH-1000和CUH-1100的虛擬觸摸式電源鍵和光驅吐盤鍵，CUH-1200則都改為實體按鍵，避免了因靜電導致的誤吐碟現象。
控制器
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主條目：DualShock 4和PlayStation Move
DualShock 4
PlayStation 4的主要控制器是DualShock 4，透過藍牙2.1+EDR與主機連結[48]，舊款控制器DualShock 3則無法在PlayStation 4上使用[49]。DualShock 4加入了數項全新的功能，包括正面配有可按壓的雙點電容式感應觸控板[40]。此外控制器亦支援動態感測，內建三軸陀螺儀和三軸加速器，其震動功能亦有改進[40][48]。DualShock 4也是第一款正式支援Windows個人電腦的PlayStation原廠控制器[50]。控制器內建不可拆除的充電式鋰電池，容量為800 mAh[51][40]。控制器重量約為210克，尺寸為162x52x98毫米，使用橡膠與塑膠材質增加握持感[48][51]。
控制器內建有數個輸出連接埠。其中的3.5mm TRRS立體聲接孔可連接耳機與麥克風，能讓使用者同時接收並傳送音訊[48]。此外控制器上亦配有一個Micro-USB連接埠、一個擴充連接埠，以及一個單聲道揚聲器。控制器可透過mirco-USB或專屬充電座進行充電[40]。
DualShock 4上設有下列按鈕：PS按鈕、SHARE（分享）按鈕、OPTIONS（選項）按鈕、方向按鈕、動作按鈕（ 、 、 、 ）、上端按鈕（R1、L1）、扳機按鈕（R2、L2）、類比操作桿按鈕（R3、L3）以及觸控板按鈕[40]。其中部分按鈕組態與DualShock 3有所不同，包括START和SELECT按鈕整合為單一個OPTIONS按鈕[40][51]。專屬的SHARE按鈕可讓使用者在上傳遊戲進行的影片或擷圖[40]。操作桿和各按鈕依據開發商的意見而重新設計[40]，包括將類比操作桿的表面邊緣改為突起等[51]。
DualShock 4同時也裝載了可顯示各種顏色的光條。不同的顏色可用來代表不同的玩者，並可作為重要訊息的提示之用（例如遊戲人物的生命值降低等）[40]。此外光條也可與PlayStation Camera攝影機互動，讓攝影機能透過光條來判定控制器的動作和距離遠近。這項功能是以PlayStation Move技術為基礎，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是一個可另選購的動態感測配件。其包含兩個1280x800像素的鏡頭，光圈值為f/2.0，焦距為30cm，具備85度的視野範圍[40]。雙鏡頭的設計能依據各種應用來改變操作模式[53]。兩個鏡頭同時使用下可在攝影機視野範圍內對物體進行深度偵測[54]，與Xbox的Kinect系統原理相同[55]。此外，其中之一的鏡頭可進行影像拍攝，而另一個鏡頭則可用來偵測動作[56]。
PlayStation Camera亦內建一組四聲道麥克風[40]，可幫助降低背景噪音，並可接收語音控制命令[53]。攝影機的尺寸為186x27x27厘米，重量為183克[40]。攝影機與主機上的AUX連接埠相連，可錄製RAW和未壓縮的YUV格式影像[40][49]。