Federer có phong cách thi đấu điềm tĩnh, biến hóa, ổn định và đẹp mắt. "Đẹp mắt" trở thành một đặc điểm trong phong cách thi đấu của Federer, phân biệt anh với tất cả các tay vợt còn lại trong lịch sử quần vợt. Phong cách này dựa trên một nền tảng kỹ thuật thượng thừa và một tâm lý thi đấu vững vàng.

Giao bóng

Federer sở hữu một trong những cú giao bóng tốt nhất trong các tay vợt đã từng thi đấu. Cú giao bóng của Federer không đặc biệt mạnh (trung bình khoảng 170 km/h) nhưng có vị trí rơi rất hiểm. Rất khó có thể đoán hướng giao bóng của Federer trước khi bóng rời vợt, vì vai của anh giữ nguyên trong mọi tình huống, chỉ đến khi chạm bóng Federer mới lựa chọn điểm rơi bằng cách xoay vợt. Cú giao bóng lần 1 của Federer thường sát góc chữ T, nhờ vậy Federer có nhiều cú giao bóng ăn điểm trực tiếp. Cú giao bóng lần 2 có tốc độ không cao nhưng xoáy, khó chịu và thường đi vào góc hiểm. Nó khiến cho đối thủ trả bóng ra ngoài hoặc lỏng giúp Federer có cú winner ăn điểm. Tuy nhiên, cú giao bóng của Federer lại bị chậm lại trên sân đất nện khiến giảm lượng giao bóng ăn điểm trực tiếp và độ khó của cú giao bóng.

Cú thuận tay

Cú đánh thuận tay là một trong những điểm mạnh nhất của Federer, và cũng là một trong những cú thuận tay hay nhất trong lịch sử quần vợt .Federer cầm vợt trong cú thuận tay nghiêng về semi-western (giữa số 3 và 4 với người thuận tay phải, giữa số 6 và 7 với người thuận tay trái) giống như đa số tay vợt hiện tại đang sử dụng.Nhưng có một điểm khác biệt trong kiểu cầm vợt của Federer so với những tay vợt cũng cầm semi-western đó là Federer để một phần bàn tay ra ngoài cán vợt. Điều này sẽ phần nào giúp Federer vươn xa hơn trong cú thuận tay (tăng chiều dài cánh tay đòn). Khi chuẩn bị để đánh một cú thuận tay, Federer xoay cả hai vai, đồng thời di chuyển chéo lên phía trước để đón bóng. Lối di chuyển này giúp anh tiếp cận bóng sớm. Khi xoay vai, Federer vẫn giữ đầu tương đối thẳng, trong khi mắt không rời trái bóng. Federer thường đánh bóng ngay khi bóng vừa nẩy lên. Cú thuận tay của Federer tạo độ xoáy bóng rất lớn và có điểm rơi sát đường biên rất khó đánh trả [12].

Federer thường có một bước dậm đà bật nhảy khi tiếp xúc bóng, điều này giúp Federer truyền thêm lực vào cú thuận tay. Ngay thực hiện xong cú thuận tay và tiếp đất trở lại, tư thế của Federer rất thanh thoát nhờ bộ chân linh hoạt [12].

Cú trái tay

Không giống nhiều tay vợt khác cùng thời dùng cả hai tay để đánh trái tay, Federer chỉ dùng 1 tay. Dùng 1 tay để đánh bóng trái tay cần phải canh điểm thời gian chính xác hơn hai tay, nhưng mặt khác lại linh hoạt hơn, tiếp cận được bóng với khoảng cách xa hơn. Khi chuẩn bị đánh cú trái tay, Federer xoay toàn bộ vai, vẫn giữ tay trái trên vợt và để vợt thẳng. Đầu gối trái của anh khuỵu xuống sát mặt sân. Khi đánh, tay trái anh rời vợt nhưng không xa thân mình tạo thế để kiểm soát độ thăng bằng của cơ thể.

Cầm vợt kiểu Eastern Backhand của Federer, sử dụng lực vai ít hơn. Cách cầm vợt kiểu này giúp cho bóng nảy cao về phía trái tay, cầm vợt kiểu này dễ đè bóng xuống hơn đồng thời chuyển qua cắt nhanh hơn, đối thủ khó đoán được động tác chuyển từ "bung" sang "cắt". Nhược điểm của cách cầm vợt này là tạo ít topspin hơn.

Cú tay trái mặc dù hay nhưng tương đối bị coi là một "điểm yếu" của Federer. Khi đánh trái tay, Federer phần lớn chỉ đánh trả bóng chứ không đủ lực "tấn công" như cú tay thuận. Vì thế anh thường chạy vòng quanh qua bên trái sân để dùng tay thuận tiếp bóng thay vì dùng trái tay. Các đối thủ hay của Federer như Rafael Nadal biết trái tay của anh không có "uy lực" như cú thuận tay nên họ hay tấn công vào bên trái sân của Federer trong những điểm quan trọng. Tuy nhiên, kể từ cuối mùa giải 2010, từ khi có huấn luyện viên mới là Paul Annacone, Federer đã có sự thay đổi mạnh mẽ đối với cú trái tay, anh đã có cú bung trái rất mạnh mẽ và giành nhiều điểm thắng từ cú trái tay, điều đó thể hiện rất rõ trong trận chung kết ATP World Tour Finals dành cho 8 cây vợt hàng đầu vào cuối năm.

Sau 6 tháng dưỡng thương năm 2016,2017 đã chứng kiến một Federer với tuyệt kĩ trái tay hoàn hảo-vũ khí giúp Federer thắng Rafael Nadal 4 lần liên tiếp trong năm 2017, cũng như giúp anh giành 2 Grand Slam là Úc mở rộng và Wimbledon

Di chuyển

Di chuyển là điểm độc đáo nhất và là yếu tố đặc biệt quan trọng trong việc định hình phong cách thi đấu của Federer. Federer di chuyển như một vũ công ballet. Anh chạy trên các ngón chân dù với tốc độ nào đi chăng nữa. Khi chuyển từ chạy sang đánh bóng, Federer trụ bằng chân trái trong khi chân phải hoạt động như một lực đẩy xoay chuyển toàn thân. Trong lịch sử quần vợt hầu như không có tay vợt nào có lối di chuyển tương tự.