PSV的核心竞争力在于突破性的硬件配置。其搭载5英寸OLED触控屏，分辨率达960×544像素，色彩表现和对比度在当时掌上设备中处于顶尖水平，为游戏画面提供细腻显示效果。机身正面配备双类比摇杆，决了PSP时代摇杆操作单一的问题，支持更复杂的3D游戏操作；背面集成多点触控板，玩家可通过手指滑动或按压实现操控维度，例如在《重力眩晕》中控制角色重力方向。
在性能方面，PSV采用ARM Cortex-A9四核处理器与PowerVR SGX543MP4图形芯片，配合512MB RAM和128MB VRAM，可流畅运行媲美主机级别的3D游戏。主机支持Wi-Fi与3G网络部分型号，玩家可通过PSN商店下载游戏、DLC及多媒体内容，也能实现远程游玩PS3/PS4游戏的功能。此外，PSV还内置前后双摄像头、六轴运动传感器和麦克风，支持AR增强现实游戏与语音交互。
游戏阵容是PSV的核心吸引力。索尼第一方工作室推出《神秘海域：黄金深渊》《杀戮地带：雇佣兵》等独占大作，展现主机性能上限；第三方厂商也贡献了《女神异闻录4：黄金版》《合金装备：和平行者》等经典移植作品。同时，PSV对独立游戏的支持催生了《星露谷物语》《空洞骑士》等移植版本，丰富了游戏生态。
尽管由于智能手机游戏的冲击，PSV的市场表现未达预期，但其凭借独特的屏幕技术、创新操作设计和精品游戏库，仍在掌机发展史中留下深刻印记，成为许多玩家心中掌上娱乐的“黄金时代”象征。