Varios registros importantes, como los de los chips GTIA y POKEY, aparecen en diferentes ubicaciones de memoria. Su diseño interno se basó ampliamente en el de la familia Atari de 8 bits, incluyendo ANTIC, POKEY, y GTIA. En 1983 David H. Ahl describió el Atari 5200 como «una computadora con 400 disfraces». Fue el primer sistema de computación casera que no dependía de una sola marca, hubo múltiples empresas que hicieron ordenadores compatibles con la norma MSX.
