Vitrual Boy的处理器为32位的RISC芯片，是任天堂的xxx个32位游戏机。Vitrual Boy使用一对1×224线性显示阵列（每只眼睛一个），并用振动平面镜快速扫描眼睛视场中的阵列。这些平面镜以非常高的速度来回振动，因此在游戏机内部会发出嗡嗡声。每个Virtual Boy游戏卡带上都有一个开关，开启开关后可以让游戏每15-30分钟自动暂停一次，以提醒玩家暂停游戏休息。主机拥有双扬声器，两个耳朵对应两个扬声器。
    显示
    Virtual Boy是xxx个能够显示立体3D图形的视频游戏机，销售中将其称为虚拟现实。当时其他大多数的视频游戏使用单眼深度线索的方式来在二维屏幕上实现三维的幻觉，而Virtual Boy通过视差的方式使人产生了一种十分真实的深度幻觉。以类似于头戴式显示器的方式使用，用户通过机器前面的氯丁橡胶制成的目镜观看由眼镜式投影仪产生的单色（红色）图像。任天堂声称彩色显示会使设备的成本过于昂贵，而且会导致图像不稳定，因此选择了单色显示器。
    控制
    Virtual Boy需要支立在平坦的桌面上才可以使用，任天堂也曾计划发售一款可以站立时使用的支架。控制器的另一个独特的功能是它可以从背面的盒子内滑入6节AA电池来为整个主机供电，也可以使用外置的电源供电，但是需要专用的滑盖电源适配器。滑盖电源适配器可以连接外置电源适配器，让Virtual Boy以恒定的功率运行。
    Virtual Boy是一个非常注重三维运动的主机，而这需要一个支持在Z轴上移动的控制器。Virtual Boy的控制器拥有两个数字十字键，用来在三维环境中移动。控制器的形状类似于字幕“M”（类似于任天堂64控制器）。两个十字键分别在控制器两侧，中间是电池仓。
    在更传统的二维游戏中，两个十字键是可以互换使用功能的。但具有三维画面的其他游戏，例如《Red Alarm》、《3D俄罗斯方块》和《Teleroboxer》，每个十字键都控制着不同的功能。而控制器因为其对称性还允许左撇子游戏玩家反转控制功能（类似于Atari Lynx）。
    连接性
    在开发过程中，任天堂承诺Virtual Boy可以进行多人游戏。1996年第三季度，任天堂宣称正在开发Virtual Boy链接电缆。该系统的Ext（扩展）端口位于主机下方的控制器端口的旁边，但该端口从未被使用过。任天堂从未发布过官方多人游戏机能或官方的链接电缆。游戏《Waterworld》和《Faceball》本意是用Ext端口进行多人游戏，但前者的多人游戏功能被删除，而后者游戏的开发被取消。

    任天堂在发售时展示了3款Virtual Boy游戏，且发售时Virtual Boy仅有这3款游戏。任天堂计划发售后每个月为Virtual Boy发布两至三款游戏。由于Virtual Boy的发售时间过短，任天堂共为其发布了22款游戏。其中，19个游戏在日本市场发布，14个在北美市场发行。与之前的其他任天堂平台相比，极少的第三方开发商为Vitrual Boy开发了游戏。
    业余爱好者社区“Planet Virtual Boy”还在继续为Virtual Boy开发游戏软件。之前两款没有被发布的游戏《Bound High》和日本版的《Faceball》（被叫做《NikoChan Battle》）后来被发布了出来。