Thông số này được liệt kê dựa vào website chính thức của Zune HD cũng như một số nguồn dữ liệu khác:

• Màn hình gương cảm ứng đa điểm OLED glass capacitive multi-touch OLED với màn hình có tỷ lệ 16:9 độ phân giải 480x272.
• Tích hợp bộ cảm biến gia tốc accelerometer
• Hệ điều hành Windows CE 6.0
• Bộ nhớ trong tùy chọn 16 GB, 32 GB, 64 GB.[19]
• CPU and GPU: Nvidia Tegra APX với một vi xử lý ARM11 và một vi xử lý ARM7 processor cores, cộng thêm 6 chip chuyên dụng khác.[5][20]
• RAM: 128 MB Hynix SDRAM[6]
• Wi-Fi chuẩn 802.11b/g, chế độ chứng thực WEP, WPA, và WPA2 và WEP 64-bit and 128-bit, TKIP, chế độ AES encryption.[21]
• Pin sạc tích hợp 3.7V 660mAh lithi-ion polymer batterycho nghe nhạc lên đến 33 giờ (wireless off) và 8.5 giờ trình chiếu video.[22]
• Kích thước: 52.7x102.1x8.9mm (2.07x4.08x0.35 in)
• Trọng lượng: 74g (2.6 oz)[23]
• Thu sóng FM/HD radio
• Bộ chỉnh âm Equalizer
• Trình duyệt web (nền tảng Internet Explorer Mobile 6 của Windows CE)
• Hỗ trợ ứng dụng được xây dựng theo Microsoft's XNA platform[24]
• Ngõ ra âm thanh (Audio output): Analog RCA và Optical Digital out (thông qua Zune Dock)
• Audio support:[21]
  • CBR và VBR audio,lên tới 48 kHz sample rate:
    • Chuẩn WMA (WMA Standard) lên tới 384 kbps (file được bảo vệ theo chuẩn DRM chỉ mở được nếu mua từ Zune Marketplace)
    • WMA Pro stereo lên tới 768 kbit/s
    • WMA Lossless stereo lên tới 768 kbit/s
    • Unprotected AAC-LC (.mp4/.m4a/.m4b) lên tới 320 kbit/s
    • MP3 lên tới 320 kbit/s
• Video support:[21]
  • Hỗ trợ video HD 1080i và 14 Mbit/s bit rate, CBR hoặc VBR:
    • H.264, Baseline Profile up to Level 3.1 + B-frames support[21]
    • WMV Main and Simple Profile, Advanced profile up to Level 2.
    • MPEG-4 Part 2 Advanced Simple Profile up to 4.0 Mbit/s bit rate
  • Xuất video độ phân giải cao 720psử dụng cổng HDMI hoặc composite connections (Cả hai loại kết nối đều yêu cầu có Zune Dock)