Apple A4 dựa trên kiến trúc bộ xử lý ARM.[8] Phiên bản đầu tiên được phát hành chạy ở xung nhịp 1 GHz cho iPad và chứa nhân CPU ARM Cortex-A8 được ghép nối với bộ xử lý đồ họa PowerVR SGX 535 (GPU) [6][9][10][11] được xây dựng trên chip silicon trên tiến trình 45nm của Samsung.[12] Tốc độ xung nhịp cho các đơn vị được sử dụng trong iPhone 4 và iPod Touch (thế hệ thứ 4) là 800 MHz, nhưng tốc độ xung nhịp cho đơn vị được sử dụng trong Apple TV chưa được tiết lộ.

Nhân Cortex-A8 được sử dụng trong A4 được cho là sử dụng các cải tiến hiệu suất được phát triển bởi nhà thiết kế chip Intrinsity (sau đó được Apple mua lại) [13] hợp tác với Samsung.[14] Nhân kết quả, được đặt tên là " Hummingbird ", có thể chạy ở tốc độ xung nhịp cao hơn nhiều so với các triển khai khác trong khi vẫn tương thích hoàn toàn với thiết kế Cortex-A8 do ARM cung cấp.[15] Các cải tiến hiệu suất khác bao gồm L2 cache bổ sung. Nhân CPU Cortex-A8 tương tự được sử dụng trong A4 cũng được sử dụng trong SoC S5PC110A01 của Samsung.[16][17]

Gói bộ xử lý A4 không chứa RAM, nhưng hỗ trợ cài đặt PoP. Gói hàng đầu của A4 được sử dụng trong iPad, trong iPod Touch [18] thế hệ thứ 4 và trong Apple TV [19] thế hệ thứ 2 chứa hai chip công suất thấp 128 MB DDR SDRAM trong tổng cộng 256 MB RAM. Đối với iPhone 4 có hai chip 256 MB cho tổng số 512 MB.[20][21][22] RAM được kết nối với bộ xử lý bus AMBA 3 AXI 64 bit của ARM. Đây là chiều rộng gấp đôi của các bus bộ nhớ của SoC được sử dụng bởi Apple iPhone và iPod touch hiện đại, hỗ trợ nhu cầu lớn hơn về băng thông đồ họa trong iPad.[23]