Một mạch Arduino bao gồm 1 vi điều khiển AVR với nhiều linh kiện bổ sung giúp dễ dàng lập trình và có thể mở rộng với các mạch khác. Một
khía cạnh quan trọng của Arduino là các kết nối tiêu chuẩn của nó, cho phép ngƣời dùng kết nối với CPU của bảng với các mô-đun thêm vào có thể dễ dàng chuyển đổi, đƣợc gọi là tấm chắn. Vài tấm chắn truyền thông với bảng Arduino trực tiếp thông qua các chân khác nhau, nhƣng nhiều tấm chắn đƣợc định địa chỉ thông qua mạch tích hợp đa ẫn, nhiều tấm chắn có thể đƣợc xếp chồng và sử dụng ƣới dạng song song. Arduino chính thức thƣờng sử dụng các òng chip megaAVR, đặc biệt là ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280, và ATmega2560. Hầu hết các mạch gồm một bộ điều chỉnh tuyến tính 5V và một thạch anh ao động 16 MHz hoặc bộ cộng hƣởng ceramic trong một vài biến thể. Một vi điều khiển Ar uino cũng có thể đƣợc lập trình sẵn với một bộ tải chƣơng trình mồi cho phép đơn giản là nạp chƣơng trình vào ộ nhớ nhanh, so với các thiết bị khác thƣờng phải cần một bộ nạp ên ngoài. Điều này giúp cho việc sử dụng Ar uino đƣợc trực tiếp hơn bằng cách cho phép sử dụng một máy tính gốc nhƣ là một bộ nạp chƣơng trình.
Theo nguyên tắc, khi sử dụng ngăn xếp phần mềm Arduino, tất cả các bảng đƣợc lập trình thông qua một kết nối RS-232, nhƣng cách thức thực hiện lại tùy thuộc vào đời phần cứng. Các đa ảng Arduino có chứa một mạch chuyển đổi giữa RS232 sang TTL. Các bảng Arduino hiện tại đƣợc lập trình thông qua cổng USB, thực hiện thông qua chip chuyển đổi.
Có nhiều biên thể nhƣ Ar uino tƣơng thích và Arduino phân nhánh. Một vài trong số đó có chức năng tƣơng đƣơng với Arduino và có thể sử dụng để thay thế qua lại. Nhiều mở rộng cho Ar uino đƣợc thực thiện bằng cách thêm vào các bộ điều khiển đầu ra, thƣờng sử dụng trong các trƣờng học để đơn giản hóa các cấu trúc của các 'con rệp' và các robot nhỏ. Những bảng khác thƣờng tƣơng đƣơng về điện nhƣng có thay đổi về hình dạng, đôi khi còn uy trì độ tƣơng thích với các tấm chắn, đôi khi không. Vài iến thể sử dụng bộ vi xử lý hoàn toàn khác biệt, với các mức độ tƣơng thích khác nhau.
Phần cứng Arduino gốc đƣợc sản xuất bởi công ty Italy tên là Smart Projects. Một vài bảng dẫn xuất từ Ar uino cũng đƣợc thiết kế bởi công ty của Mỹ tên là SparkFun Electronics. Sáu phiên bản phần cứng của Arduino cũng đã đƣợc sản xuất thƣơng mại tính đến thời điểm hiện tại.
Tấm chắn:
Các bảng Arduino và Ar uino tƣơng thích sử dụng các tấm chắn − các bảng mạch in mở rộng đƣợc dùng bằng cách cắm vào các chân đầu của Arduino. Các tấm chắn có thể là mô-đun điều khiển cho động cơ, GPS, LCD, ... Một số lƣợng lớn các tấm chắn cũng có thể đƣợc chế tạo bởi DIY (những ngƣời thích tự làm lấy các ứng dụng cho riêng họ).
Phần mềm
Môi trƣờng phát triển tích hợp (IDE) của Arduino là một ứng dụng đa nền tảng đƣợc viết bằng Java, và từ IDE này sẽ đƣợc sử dụng cho Ngôn ngữ lập trình xử lý và ngôn ngữ Arduino. Nó đƣợc thiết kế để dành cho những ngƣời mới tập làm quen với lĩnh vực phát triển phần mềm. Nó bao gồm một chƣơng trình sửa mã với các chức năng nhƣ đánh ấu cú pháp, và tự động canh lề, cũng nhƣ iên ịch và nạp chƣơng trình lên ảng chỉ với 1 cú nhấp chuột. Một chƣơng trình hoặc mã viết cho Ar uino đƣợc gọi là một bản phác thảo.
Các chƣơng trình Ar uino đƣợc viết bằng C hoặc C++. Arduino IDE đi kèm với một thƣ viện phần mềm đƣợc gọi là "Ngôn ngữ Arduino", từ Ngôn ngữ Arduino gốc, có thể giúp các thao tác nhập/xuất đƣợc dễ àng hơn. Ngƣời dùng chỉ cần định nghĩa 2 hàm để tạo ra một chƣơng trình vòng thực thi có thể chạy đƣợc.
Một chƣơng trình điển hình cho một bộ vi điều khiển đơn giản chỉ là làm cho một óng đèn LED sáng/tắt.