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La console presenta un hardware aggiornato, con supporto per la tecnologia ad alta definizione, gestendo una risoluzione massima di 1920×1080p (alle volte upscalati e altre volte nativi). Le sue componenti sono state prodotte da compagnie diverse dai costruttori del predecessore, possiede quindi un'architettura completamente diversa. Il suo design secondo il produttore dovrebbe rispondere ai criteri mirati ad ottenere un successo più vasto dell'Xbox, specialmente presso il pubblico del Sol Levante, sempre critico riguardo alle dimensioni e all'aspetto esteriore della console. Sempre in questa direzione vanno i numerosi sforzi di Microsoft per ottenere il supporto di software house giapponesi alla nuova console. In più offre la possibilità di essere posizionata verticalmente e il controller wireless "di serie", oltre a nuove risorse multimediali. Altra correzione rilevante, il posizionamento dei tasti sul controller. Al momento è confermata la retrocompatibilità con un numero abbastanza alto di giochi per Xbox (circa il 90%), causata dalle differenze tra i driver ATI della nuova scheda e quelli nVidia della precedente, del diverso processore e la totale retrocompatibilità con il servizio Xbox Live, che è stato ristrutturato con due tipi di account, Silver (gratuito) e Gold, quest'ultimo (a pagamento) equivalente ad un account Xbox Live di prima generazione.

Una ultima novità è il Kinect: inizialmente conosciuto con il nome Project Natal, è un accessorio per Xbox 360 sensibile al movimento del corpo umano; a differenza del Wiimote della Nintendo e al PlayStation Move della Sony esso rende il giocatore controller della console senza l'uso di strumenti, come invece accade per i concorrenti. È stato annunciato per la prima volta il 1º giugno 2009 al Electronic Entertainment Expo. La periferica consente agli utenti di controllare e di interagire con la console Xbox 360 senza un controller di gioco, ma attraverso gesti, i comandi vocali, e/o oggetti presentati e immagini. Kinect è compatibile con tutti gli attuali modelli di Xbox 360 ed è stato lanciato il 4 novembre in USA, il 10 novembre in Europa e il 20 nel resto del mondo, ottenendo uno straordinario successo . Kinect è in vendita separatamente, oppure in due convenienti bundle con la console.