Firefox 4 là dựa trên các động cơ 2,0 Gecko, có thêm và cải thiện hỗ trợ cho các HTML5, CSS3, WebM, và WebGL. Ngoài ra, nó bao gồm một động cơ JavaScript mới (JägerMonkey) và tốt hơn XPCOM API.

JägerMonkey là một động cơ Javascript mới được thiết kế để làm việc cùng với các động cơ TraceMonkey giới thiệu với Firefox 3.5. Nó cải thiện hiệu suất bằng cách lập "không thể theo dõi" JavaScript vào ngôn ngữ máy để thực hiện nhanh hơnFirefox 4 là phiên bản đầu tiên của Firefox để thả các hỗ trợ của giao thức Gopher, tuy nhiên, tiếp tục hỗ trợ có sẵn thông qua một add-on.

Firefox 4 giới thiệu giàn âm thanh API, cung cấp một cách để lập trình truy cập hoặc tạo ra các dữ liệu âm thanh kết hợp với một yếu tố âm thanh HTML5. Nó cho phép, ví dụ, để hình dung dữ liệu âm thanh, sử dụng bộ lọc hoặc để cho thấy quang phổ âm thanh.

Firefox 4 không còn dựa trên hệ điều hành để bố trí văn bản / hình. Thay vào đó, nó sử dụng HarfBuzz. Như thế này, bố trí OpenType thông minh / định hình được thống nhất thông qua hệ điều hành khác nhau.