CPU

  • Hauptteil: Zilog Z80 (3.579545 MHz NTSC bzw. 3.54689493 MHz PAL)
  • Tonteil: Texas Instruments TMS9928A VDP des Mark III sowie die direkt integrierte FM Sound Unit

Speicher

  • Arbeits-RAM 8 KB
  • Video-RAM 16 KB (manche Modelle 32 KB)
  • ROM 8 KB

Grafik

  • Maximale Auflösung: 256 x 224 Pixel
    Asiatische Modelle und Auflösung bei SC-3000 Software: 256 x 192 Pixel
  • Textdarstellung maximal 32 x 28 Zeichen
    Maximal 64 Sprites bei 8 x 8 Pixeln
  • 64 Farben, davon 32 gleichzeitig darstellbar
    (16 für Sprites + 16 für Hintergründe)

Sound

  • Texas Instruments SN76489 DCSG, 4 Kanal Mono
    (3 Ton-Kanäle, 1 "white noise" Kanal)
  • Direkt integrierte FM Sound Unit: Yamaha YM2413 9 Kanal Mono FM (nicht beim koreanischen Modell)

Anschlüsse

  • Cartridge Modulschacht 
  • Sega Card Schacht (nur MS1)
  • RF/AV-Ausgänge je Modell:
    MS1 besitzt grundsätzlich den AV-Anschluss
    MS2 besitzt keinen AV-Anschluss, Ausnahmen: französische MS2-Modell, koreanisches Aladin Boy Modell)
  • Klinkenanschluss Vorderseite (nur asiatische MS1-Modelle für 3D-Brillen)
  • Erweiterungs-Schnittstelle (nur MS1)
  • Netzanschluss
  • zwei Joypad-Anschlüsse: Peripherie von Mark III und Master System sind untereinander kompatibel

Abwärtskompatibilität

  • SG-1000 Serie: Module und Sega Cards (nur asiatische Modelle)
  • Koreanische MS1/2-Modelle sind über aufgrund desselben Modulschachts bzw. Region Locks zu Japan nicht nur mit den Modulen der SG-1000 Serie kompatibel. Mittels des in den Schacht passenden Card Catcher Moduls sind die auch MS2-Modelle (Samsung GAM-Boy und Aladin Boy) mit Sega Cards kompatibel.

Unterschiede

  • Reset-Taste für Spiele am MS1, diese Funktion gibt es am MS2 nicht
  • Power-Leuchte beim eingeschalteten Gerät nur beim MS1
  • Drückschalter zum Ein-/Ausschalten am MS2, Schiebeschalter am MS2
  • Je Land/Kontinent gibt es Kanalwahlschalter an der Hinterseite der Konsolen im RF-Betrieb mit verschiedenen Kanal-Bezeichnungen
  • Vorinstallierte Spiele, darunter: Alex Kidd in Miracle World (MS1, MS2), Sonic the Hedgehog (MS2), Hang-On oder Safari Hunt
  • Einige Versionen des MS1 starten beim Einschalten der Konsole und gleichzeitig gedrückter Tasten [1] + [2] + Steuerkreuz [Oben] das Spiel Snale Maze