Komputer C64 jest wyposażony w 8-bitowy mikroprocesor MOS Technology 6510 (w nowszych wersjach 8500), który był kompatybilny (ale nie sprzętowo, procesor 6510 wyposażono w dodatkowe możliwości np. sterowanie magnetofonem do zapisu programu) z mikroprocesorem MOS Technology 6502 (używanym między innymi w komputerach Atari, Apple i konsolach Nintendo). Procesor taktowany był zegarem około 1MHz (dokładnie 0,985MHz w wersji PAL oraz 1,023MHz w przypadku NTSC).

Pamięć RAM składała się z 64kB (stąd nazwa komputera), zaś ROM – ok. 20kB (zawarto tam jądro systemu, interpreter języka BASIC w wersji 2.0 przygotowany przez Microsoft oraz tablicę znaków). Standardowo, po włączeniu, komputer oferował ok. 38kB na programy w BASIC. Reszta pamięci była zajęta poprzez zmapowane na nią obszary ROM. Pozwalało to m.in. na „przepisanie” systemu operacyjnego ze stałej pamięci ROM do pamięci RAM, umożliwiając użytkownikowi jego modyfikacje. Można było odłączyć pamięć ROM, uzyskując prawie pełne 64kB (bez obsługi BASIC). Był to pierwszy komputer domowy, który dawał taką możliwość.

Układ grafiki VIC-II, udostępniał tryb tekstowy: 40×25, a także tryby graficzne – w rozdzielczości 320×200 pikseli z 1 bitem na piksel (tzw. tryb hi-res – wysokiej rozdzielczości) oraz tryb wielokolorowy (tzw. multicolor) w rozdzielczości 160×200 pikseli z 2 bitami na piksel – każde dwa piksele trybu hi-res tworzyły jeden piksel w trybie multicolor. Układ oferował fabrycznie zdefiniowaną paletę 16 barw. Zarówno w trybie tekstowym, jak i w trybach graficznych, wybór kolorów był przypisany do obszaru równemu jednemu znakowi. Dla całego ekranu wspólny był natomiast kolor tła. W trybie tekstowym oraz hi-res dostępny był jeden kolor (plus kolor tła) na każde 8x8 pikseli. W trybie multicolor dostępne były trzy kolory (plus kolor tła) na każde 4×8 pikseli.

Dodatkowo, VIC obsługiwał 8 duszków (sprajtów – ang. sprites). Były to niezależne od wyświetlanego trybu graficznego, dowolnie definiowalne, ruchome obiekty o rozmiarze 24×21 pikseli (lub 12×21 pikseli w przypadku duszków wielokolorowych). Mogły być one dodatkowo niezależnie rozciągane wzdłuż obu wymiarów do podwójnego rozmiaru.

Dzięki dużym możliwościom układu graficznego VIC-II (np. licznikowi wyświetlanych linii rastra) oraz innych układów komputera, zaawansowani koderzy (najczęściej członkowie demosceny) mogli uzyskiwać efekty daleko wykraczające poza podstawową specyfikację. Możliwa była np. zmiana atrybutów (kolorów wykorzystywanych w obrębie obszaru znaku) przy każdej wyświetlanej linii (tzw. tryb FLI – ang. Flexible Line Interpretation) tak, że zamiast kolorów zdefiniowanych dla obszaru 8×8 (lub 4×8) pikseli, były one ograniczone do obszarów 8×1 (4×1) pikseli.

Za pomocą wyświetlania dwóch różnych obrazów na zmianę w następujących po sobie odświeżeniach ekranu (tzw. interlace lub inaczej przeplot), można było zwiększyć paletę postrzeganych barw do 128 kolorów. Dodatkowo, przy wykorzystaniu przeplotu, w trybie multicolor (160×200) pikseli, można było uzyskać pozorną rozdzielczość 320×200 pikseli. Dokonywano tego poprzez przesunięcie ekranu w jednym z przeplatanych obrazów o jeden piksel w bok (czyli o pół piksela trybu multicolor), co dawało wrażenie wyższej niż faktyczna rozdzielczości – oczywiście wciąż utrzymując wrażenie korzystania z palety 128 barw.

Za syntezę dźwięku odpowiedzialny był układ scalony 6581 SID. Układ był monofoniczny i miał 3 syntezatory dźwiękowe podłączone do jednego filtra. Umożliwiał wybór spośród czterech kształtów fali – trójkątnej, piłokształtnej, prostokątnej ze zmiennym wypełnieniem oraz szumu. Możliwość generowania fali prostokątnej ze zmiennym wypełnieniem nadaje muzyce pochodzącej z tego układu charakterystyczne brzmienie. Układ nie umożliwiał generowania fali o kształcie sinusoidalnym, ale dało się ten kształt w dużym przybliżeniu symulować poprzez nałożenie filtra dolnoprzepustowego na falę prostokątną z wypełnieniem 50%. Kolejną cechą układu SID była możliwość kształtowania obwiedni dźwięku poprzez 4 parametry – ADSR (Attack – narastanie, Decay – opadanie, Sustain – trwanie oraz Release – wybrzmienie), z których każdy mógł przyjmować jedną z 16 wartości. SID umożliwiał również miksowanie dźwięków i syntezę mowy.

Opis pochodzi ze strony wikipedii