Specyfikacja techniczna PlayStation 5 zawiera niestandardowy ośmiordzeniowy procesor AMD Zen 2 taktowany ze zmienną częstotliwością maksymalnie 3,5 GHz. Niestandardowy jest również procesor graficzny, bazujący na architekturze RDNA 2 przedsiębiorstwa AMD. Konsola wyposażona jest w 36 jednostek obliczeniowych działających na zmiennej częstotliwości ograniczonej do 2,23 GHz, mogącej osiągnąć do 10,28 teraflopów. Procesor graficzny obsługuje technologię śledzenia promieni w czasie rzeczywistym. Obie jednostki przetwarzające są monitorowane przez specjalny system zawierający technologię AMD SmartShift, który dostosowuje ich częstotliwość, opierając się na bieżącej aktywności obu układów, żeby uzyskać optymalny stały pobór mocy, i modelowy profil wydajności system-on-a-chip. Przykładowo, jeśli procesor działa z mniejszą aktywnością, system może zmniejszyć jego częstotliwość i zwiększyć częstotliwość procesora graficznego, żeby umożliwić mu działanie z wyższą wydajnością bez wpływu na zużycie energii lub chłodzenie. System chłodzenia PlayStation 5 opiera się na dużym dwustronnym wentylatorze chłodzącym wlot powietrza o średnicy 120 mm i grubości 45 mm.