Lançado em agosto de 1991 para competir diretamente com o console Genesis da Sega, o primeiro console de 16 bits no mercado, o Super Nintendo Entertainment System (SNES) tornou-se o sistema de 16 bits mais vendido nos Estados Unidos. Anão diante dos consoles e computadores atuais, este ícone dos primeiros jogos utilizava novos meios de extrair cada grama de performance de seus componentes.
Uma unidade central de processamento personalizada conhecida como 5A22, produzida pela Ricoh para Nintendo, lida com a computação principal do Super Nintendo. Baseada no núcleo 65C816 de 16 bits fabricado pela Western Design Center, este chip usa taxas de barramento variáveis de 3,58 MHz, 2,68 MHz e 1,79 MHz dependendo das necessidades de memória de cada ciclo de instrução que o chip recebe. O 5A22 tem acesso direto à memória com oito canais independentes que transferem dados a velocidades de até 2,68 megabytes por segundo. Circuitos I/O também estão no chip, bem como unidade de multiplicação e divisão de 16 bits.
Como muitos componentes de computador modernos, as unidades de processamento de áudio e vídeo no Super Nintendo têm sua própria RAM dedicada. Mas o sistema também emprega 128 KB de memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM).
Com 64 KB de memória de acesso aleatório de vídeo dedicada, a unidade de processamento de imagem (PPU) do Super Nintendo opera na mesma velocidade de clock da CPU, gerando até 32.768 cores — 256 das quais podem estar na tela simultaneamente. Vídeo é saída progressiva ou entrelaçada, baseada na resolução requerida, até 512 por 478 pixels. Sprites, blocos móveis de pixels criados pela PPU, devem ter entre 8x8 e 64x64 pixels, com máximo de 128 sprites por tela e 32 sprites por linha. Vídeo sai pela porta "Multi-out" do Super Nintendo separado em saídas analógicas verde, azul, vermelho e composto.
No centro da unidade de processamento de áudio do Super Nintendo está um processador Sony SPC700 de 8 bits operando a 1,024 MHz e 64 kilobytes de memória de acesso aleatório estática. Esta unidade comunica com a CPU através de quatro portas e produz áudio de oito canais. Todo áudio é roteado pela mesma porta "Multi-out", dividida em pinos "Audio out" esquerdo e direito.
Além dos controles incluídos, muitos dispositivos de entrada funcionam com o Super Nintendo, incluindo gamepads, mouses e controles tipo arma, usando a mesma configuração de entrada de sete portas.
Usando um sistema complexo de bloqueio regional, a Nintendo garantiu que cartuchos lançados nos EUA ficassem nos EUA e vice-versa. Além de formatos diferentes, jogos lançados nos EUA e exterior são verificados com chip interno de bloqueio regional que impede cartuchos modificados de funcionar no exterior.
Essencialmente o mesmo internamente que o Super Nintendo, jogadores japoneses receberam o primeiro sistema de 16 bits da Nintendo antes dos EUA com o lançamento do Super Famicom em novembro de 1990. Europa só provou jogos de 16 bits em junho de 1992 com o Super Nintendo reestilizado. Uma segunda versão do SNES, SNS-101 ou SNES 2, versão menor, foi lançada para EUA e Japão em 1997.
Medindo aproximadamente 24 cm x 20 cm x 7,5 cm, o Super Nintendo roxo e cinza quadrado assenta em quatro pés emborrachados. Duas chaves deslizantes "Power" e "Reset" ficam no topo, à frente da porta de cartucho. Na traseira estão as portas "Power", "RF connector" e "Multi-out".