PlayStation Portable được Shin'ichi Ogasawara (小笠原伸一) thuộc Sony Computer Entertainment thiết kế. Thiết bị dài 170 mm, rộng 74 mm, dày 23 mm và nặng 280 gram (bao gồm cả pin). Nó được trang bị một màn hình Samsung TFT LCD 4.3 inch (trước đó là của Sharp) với tỷ lệ 16:9 và độ phân giải 480x272 pixel với 16,77 triệu màu và có 4 chế độ hiệu chỉnh ánh sáng, chế độ sáng nhất chỉ có thể kích hoạt khi máy đang cắm nguồn A/C.

Bộ vi mạch xử lý chính của PSP là một thiết bị đa chức năng mang tên "Allegrex" với CPU dựa trên MIPS32 R4k 32-bit, cùng với một đơn vị tính toán dấu phẩy động (Floating Point Unit), và một đơn vị tính toán dấu phẩy động véctơ (Vector Floating Point Unit). Hệ thống còn bao gồm 32 MiB RAM chính và 4 MiB DRAM phụ cùng chip đồ hoạ 166 MHZ có 2 MiB bộ nhớ hỗ trợ.

PSP được biết đến rộng rãi bởi các dòng mã (PSP-1000, PSP-2000, vv). Đĩa trò chơi PSP không phân mã vùng, tuy nhiên, hầu hết các đĩa phim đều có mã hóa vùng và do đó sẽ chỉ hoạt động trên thiết bị thích hợp.

PSP được bán trong bốn cấu hình chính khác nhau trong đó phụ kiện được bao gồm. Gói Base Pack (được gọi là Core Pack ở Bắc Mỹ) gồm máy, pin và dây sạc. Phiên bản này đã có mặt tại Nhật Bản và sau đó được phát hành ở Bắc Mỹ và châu Âu.

Gói Value Pack bao gồm mọi thứ trong gói Base Pack, thêm thẻ nhớ Memory Stick Pro Duo 32 MB, tai nghe có bộ điều khiển từ xa, túi đựng và dây đeo cổ tay. Một số khu vực có phiên bản sửa đổi của gói này bao gồm các phụ kiện khác nhau.

Nhiều phiên bản giới hạn của PSP bao gồm nhiều phụ kiện, trò chơi hoặc phim khác nhau cũng đã được phát hành.

Ổ đĩa quang

PlayStation Portable sử dụng một ổ đĩa quang tương thích với định dạng đĩa Universal Media Disc do Sony độc quyền sản xuất. Sử dụng ổ đĩa sẽ làm tiêu tốn 10% năng lượng của pin và hệ máy đã bị phê bình là có tốc độ truyền dữ liệu quá chậm, trên 2 phút đối với một số game. Tuy nhiên nhựơc điểm này đã được khắc phục với hệ PSP mới được cải tiến cho phép kéo dài tuổi thọ pin và tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh hơn.

Điều khiển

Trái với khả năng chơi nhạc và xem phim, PSP có các phím điều khiển chỉ chuyên dùng để chơi game (khác với các phím điều khiển thông thường của các máy nghe nhạc MP3 hay điều khiển TV điển hình): hai phím bên vai (góc trên bên trái và phải của thiết bị, phím L và R), các phím bấm đặc trưng của hệ máy PlayStaion (tam giác, vuông, tròn và X), phím Bắt đầu (Start) và Chọn lựa (Select), một nhóm 4 phím di chuyển (lên - tới, xuống - lùi, sang trái, sang phải), và một phím đa chiều cho phép xoay tròn (Analog stick). Ngoài ra còn có các phím hiệu chỉnh phụ nằm thành một hàng ngang bên dưới màn hình, dùng để điều khiển âm lượng, hiệu chỉnh nhạc (bật hay tắt âm thanh khi chơi game hoặc chọn lựa các chế độ âm thanh đã được cài đặt trước bao gồm Unique, Heavy, Pop, Jazz và Off), chỉnh độ sáng màn hình, và một phím "Home" để truy cập menu chính của hệ thống. Nhấn phím "Home" trong khi chạy bất kì chương trình gì (trừ chơi game hoặc sử dụng ứng dụng) sẽ hiên lên giao diện menu chính (còn gọi là XMB) cho phép truy cập các chương trình khác, tuy nhiên bất kể người dùng đang chạy chương trình gì thì hệ thống sẽ tự động thoát khỏi trình đó ngay lập tức để chuyển sang trình mới đã được chọn từ XMB.

Pin

Thời gian sử dụng của pin mặc định dùng cho PlayStation Portable (công suất 1800 mAh) thay đổi tuỳ theo chức năng sử dụng: từ 3 giờ khi kết nối mạng không dây với màn hình ở độ sáng cao nhất đến hơn 11 giờ khi nghe nhạc với màn hình tắt. Một loại pin khác với công suất 2200 mAh có khả năng kéo dài thời gian sử dụng như trên thêm 20%. Bên cạnh đó còn có chế độ "ngủ" chỉ tiêu thụ năng lượng ở mức tối thiểu mà vẫn giữ cho RAM của hệ thống hoạt động, nhờ đó cho phép khởi động nóng. Nếu ở trạng thái ngủ, hệ thống chỉ tiêu tốn 1% năng lượng pin trong vòng 24 giờ.

Tại E3 2007, một vài chi tiết mới về PSP Mỏng đã được Sony tiết lộ, bao gồm tin cho biết thế hệ PSP mới này sẽ có pin được cải tiến, cụ thể pin sẽ mỏng hơn với công suất 2200 mAh so với 1800 mAh của những máy PSP thông thường. Tuy nhiên, thông tin này không còn chính xác khi Sony giới thiệu hệ máy mới được biết đến với tên PSP Mỏng & Nhẹ trên thực tế sử dụng pin có công suất nhỏ hơn với 1200 mAh tuy nhiên thời gian sử dụng vẫn dài bằng PSP cũ. Pin cũ (1800 mAh) vẫn tương thích với máy mới nhưng nếu sử dụng thì sẽ không vừa với nắp đậy mới và Sony đưa tin rằng hãng đang xem xét lại việc này.

Giao diện

Giao diện menu chính của PSP có tên gọi "XrossMediaBar" (XMB), giao diện này cũng được đưa vào các TV mới nhất của Sony, thiết bị thu video/ ghi DVD kĩ thuật số PSX (DVR) và hệ máy PlayStation 3. Bao gồm chuỗi các biểu tượng được xếp thành một hang ngang với 6 mục chính là Thiết lập, Hình ảnh, Âm nhạc, Video, Trò chơi, Internet. Khi được kích hoạt sẽ hiện ra thêm một cột các biểu tượng phụ có liên quan.

Hệ thống XMB cho phép người dùng thay đổi các thiết lập, kết nối thiết bị với máy tính thông qua cổng USB, kết nối và truy cập Internet, xem phim, nghe nhạc và chơi game. XMB có thể được truy cập bất cứ lúc nào bằng cách ấn phím "Home", đồng thời hệ thống sẽ tự động thoát khỏi các ứng dụng đang chạy do giới hạn về bộ nhớ trong.

Màu mặc định của nền (gồm 12 màu) sẽ thay đổi lần lượt vào mỗi tháng trong năm (ở chế độ mặc đinh). Người dùng cũng có thể tuỳ chọn màu sắc hay thay đổi hình nền được lưu ở thẻ nhớ ngoài Memory Stick (đối với phần mềm hệ thống phiên bản 2.00 trở lên). Phần mềm hệ thống (Firmware) phiên bản 3.70 hoặc cao hơn còn kèm theo phần mềm thiết lập dao diện cho phép người dùng tự do sáng tạo, thay đổi mọi thứ thuộc giao diện (các biểu tượng và hình nền) tuỳ theo ý thích thông qua máy tính. Hiện có 10 giao diện chính hãng gồm: Lemmings, Wipeout, Cookies, Pink, và 6 giao diện khác nhau dựa trên tựa game Pursuit Force.