В Raspberry Pi 4 используется однокристальная система Broadcom BCM2711. Кристалл включает в себя 4-ядерный 64-битный процессор Cortex-A72 (ARM v8) с частотой 1,5 ГГц и графический процессор GPU VideoCore VI с частотой 500 МГц. По данным производителя, система на новой архитектуре стала на 50% быстрее, чем прошлые поколения RPi, а ещё она поддерживает больше оперативной памяти — от 1 до 4 ГБ, в зависимости от версии платы.

Данная модификация Raspberry Pi 4 Model B оснащается 2 ГБ памяти LPDDR4-2400 SDRAM, которая делится между CPU и GPU. На ней можно сёрфить в интернете с несколькими вкладками, эмулировать ретро-консоли или использовать библиотеку машинного зрения OpenCV для распознавания объектов

Контроллер поддерживает аппаратное декодирование H.265/HEVC (до 4Kp60) и H.264 (до 1080p60). Это разгружает CPU при работе с потоковым видео в интернете и просмотре «тяжёлых» видеофайлов в режиме медиацентра.