PU是16位摩托罗拉68000（时钟频率12.5MHz），比Mega Drive快5MHz。Mega-CD包含1Mbit的引导ROM，此ROM被分配给CD游戏BIOS、CD播放器软件以及CD+G光盘的兼容特性。此外，Mega-CD还拥有6Mbit的RAM（用于程序、图像和声音数据）、512Kbit的PCM波形内存、128Kbit的CD-ROM数据缓冲内存以及64Kbit的备份内存。用户也可以另行购买1Mbit的备份RAM卡带。Mega-CD的音效由理光RF5C164芯片提供，内置两个RCA端子，能够