PlayStation Portable была разработана Синъити Огасаварой для подразделения Sony Computer Entertainment корпорации Sony. Ранние модели производились в Японии, но для снижения затрат на производство, оно было перемещено в Китай.
Длина консоли — 170 мм, 74 мм в ширину, а толщина составляет 23 мм. Масса с аккумулятором — 280 грамм]. Дисплей имеет диагональ в 4,3 дюйма (110 мм), с пропорциями 16:9 и разрешением 480×272 пикселов, и способен выводить 16 млн цветов.
Система основана на процессоре MIPS R4000 и включает аппаратное обеспечение для декодирования мультимедиа (такого как H.264) и векторный блок Virtual Mobile Engine. MIPS R4000 работает на частотах от 1 до 333 МГц. В 2005 году стало известно, что Sony обрезала частоту процессора для лицензионного программного обеспечения на уровне в 222 МГц и причины этого неизвестны. Существует стороннее программное обеспечение, которое позволяет консоли работать на полной скорости в 333 МГц, однако заряд батареи в таком случае расходуется быстрее. С развитием официальных прошивок, частота 333 МГц стала стандартной частотой для работы PSP, связано это было с увеличением производительности консоли для ресурсоёмких игр.
В марте 2008 года появилась первая игра для PSP, которая использовала 333 МГц — God of War: Chains of Olympus.
Система имеет основное ОЗУ объёмом в 32 Мбайт (в версии slim память увеличена до 64 Мбайт) и встроенную DRAM объёмом в 4 Мбайт. В консоли нет дополнительного блока управления памятью. Также поддерживаются карточки памяти Memory Stick DUO с объёмом на 1, 2, 4, 8, 16, 32 Гбайт.
Графический чип работает на частоте 166 МГц, имеет 2 Мбайт встроенной памяти, осуществляет полигональный и NURBS рендеринг, аппаратное освещение, отсечение, наложение текстур, сжатие текстур и тесселяцию, затуманивание, поддерживает альфа-канал, тесты глубины, вертексное смешивание для эффектов морфинга. Все операции — в 16- или 24-битном цвете. Чип также используется при просмотре изображений.
Продолжительность работы консоли со стандартной батареей на 1800 мА·ч (в случае PSP-2000 на 1200 мА·ч)разнится от менее 3 часов при игре с максимальной яркостью экрана и использованием WiFi до 10 часов при проигрывании MP3 с выключенным экраном.
Также существуют батареи большей ёмкости, к примеру, батарея на 2200 мА·ч, что увеличивает время работы примерно на 20 %, или 3600 мА·ч, что увеличивает время, соответственно, в 2 раза. Спящий режим позволяет использовать минимум энергии батареи, при этом ОЗУ консоли остается активной, что даёт возможность моментально включить консоль для продолжения работы.
Главное меню PlayStation Portable использует дизайн, называемый «Cross Media Bar».
Стандартный фоновый цвет меню меняется в зависимости от месяца года.