Máy tính Raspberry Pi 5 có sức mạnh xử lý được tăng đáng kể, sử dụng bộ vi xử lý Broadcom BCM2712 2.4GHz 4 nhân - 64-bit Arm® Cortex®-A76 với các phần mở rộng mật mã, dung lượng 512KB cho bộ nhớ đêm L2 caches của mỗi nhân, và 2MB cho bộ nhớ đệm L3 (L3 cache). Nó tích hợp sẵn một chip sử lý hình ảnh  GPU VideoCore VII hỗ trợ OpenGL ES 3.1 và Vulkan 1.2, cung cấp hiệu suất đồ họa mạnh mẽ.

Hơn nữa, Pi 5 cũng có 2 đầu ra hình ảnh 4Kp60 HDMI® hỗ trợ HDR, cho phép hiển thị và xử lý video chất lượng cao. Ngoài ra, Pi5 còn có một bộ giải mã HEVC 4Kp60 để giúp giải mã video hiệu quả hơn.

Về bộ nhớ, Pi 5 được trang bị RAM - LPDDR4X-4267 SDRAM với hai phiên bản 4GB và 8GB, phục vụ cho các yêu cầu về bộ nhớ khác nhau.

Đối với kết nối, Pi 5 cung cấp Wi-Fi băng tần kép 802.11ac và Bluetooth 5.0 / Bluetooth Low Energy (BLE), cung cấp cho người dùng các tùy chọn giao tiếp không dây mượt mà.

Pi 5 cũng tích hợp các tính năng hữu dụng như khe cắm thẻ microSD hỗ trợ SDR104 tốc độ cao, đảm bảo đọc ghi dữ liệu nhanh chóng. Cùng với 2 cổng USB 3.0 và 2 USB 2.0 cho kết nối ngoại vi rất đa dạng, cả hai đều hỗ trợ tốc độ 5Gbps.

Ngoài ra, Pi 5 cũng tích hợp Gigabit Ethernet với hỗ trợ PoE+, cho phép cấp nguồn điện qua dây Ethernet (Power over Ethernet) với một bo mạch cấp nguồn PoE+ HAT riêng biệt. Hai bộ thu phát camera/màn hình 4-lane MIPI, cung cấp tính linh hoạt cho các cấu hình camera và hiển thị.

Việc trang bị chuẩn PCIe 2.0 x1 giúp kết nối với các thiết bị ngoại vi nhanh chóng, tuy nhiên nó yêu cầu bộ chuyển đổi sang M.2 HAT hoặc bộ chuyển đổi khác.

Pi 5 được cấp điện bằng nguồn vào DC 5V/5A qua cổng USB-C™, với hỗ trợ Power Delivery giúp quản lý năng lượng một cách hiệu quả. Pi 5 cũng tuân theo tiêu chuẩn Raspberry Pi 40-pin header, đảm bảo tương thích với các phụ kiện hiện có.

Cuối cùng, Pi 5 được trang bị một đồng hồ thời gian thực (RTC), cấp nguồn bằng pin ngoài với một nút nguồn tiện lợi khi sử dụng cho người dùng.