MIPS32架构基于R4000的中央处理器作为其主要处理器和媒体引擎，还有一个运行频率为166 MHz的图形处理器。机器内置32 MB主随机存取存储器（PSP-2000及更高版本为64 MB）和能在中央处理器与图形处理器中自动分配的4 MB嵌入式动态随机存取存储器。索尼原本限制游戏仅能在较慢的处理器频率下运行，这使PSP在运行大多数游戏时的处理器频率为222 MHz。在2007年5月31日的PSP固件更新3.50中，索尼取消了这个限制，允许新游戏以333 MHz的中央处理器频率运行。PSP由一块1800