主条目：PlayStation 3硬体
CPU
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主条目：Cell
PS3的核心，中央处理器（CPU）是采用2000年由SCEI／SONY／IBM／东芝共同开发的“Cell”处理器。Cell处理器是1PPE+8SPE而构成的异质多核心处理器，共有9个核心并列运作。
以PowerPC为基础的微处理器，时脉3.2 GHz
1个VMX向量处理单元
512KB L2快取记忆体
7个以单一3.2GHz时脉运作，运用于向量整数、浮点数运算的SPE（原8个，1个作为提升晶片良率的备援用]
每个SPE可同时执行两道指令（dual-issue，有限制）
每个SPE具备128个128bit SIMD通用暂存器
每个SPE具备256KB本地端暂存记忆体（local storage memory）
浮点运算能力：218GFLOPS
SPE不能直接存取主记忆体，需透过DMA方式存取
GPU
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SCE与Nvidia共同开发的“RSX”（Reality Synthesizer）。封装与移动版显示卡类似，4颗显示记忆体集成在GPU基板上。RSX显示核心是建基于nVidia的G70，与G70不同之处就是记忆体频宽只是128Bit，但就拥有类似Nvidia Turbo Cache的技术容许RSX对XDR主记忆体作高速存取。
图像处理器运作频率：550 MHz（有争议，可能为500MHz，但SONY后续并未公布详细规格）
浮点数运算能力：150 GFLOPS
Full HD（最大可输出1080p）1 channel
Multi-way programmable parallel floating point shader pipelines
在PS3整个的生命周期，RSX总共经历了4次半导体工艺升级，分别采用90nm, 65nm, 40nm和28nm技术制造。这些产品理论指标一致，越新技术制造的核心物理体积越小，耗电越低。[50]
初代90nm的RSX被认为和相同时期使用类似工艺的Nvidia“显卡门”PC显卡和XBOX 360游戏机一样，故障率高（症状多称YLOD，俗称死亡黄灯的自动关机），而这种问题在早期常被误判为是BGA焊接工艺的问题。
记忆体
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主记忆体：256MB XDR 3.2 GHz
绘图记忆体：256MB GDDR3 650 MHz
系统频宽
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主记忆体：25.6GB/s
绘图记忆体：22.4GB/s
FlexIO频宽：20GB/s（Cell to RSX），15GB/s（RSX to Cell）
南桥晶片汇流排频宽：双向各2.5GB/s
音效
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Dolby TrueHD、Dolby Digital 7.1ch（游戏时5.1ch）、DTS-HD Master Audio、DTS-HD High Resolution Audio、LPCM7.1ch等
影音输出
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支援480i、480p、720p、1080i、1080p
支援Dolby TrueHD与DTS-HD Master Audio格式的音效，能以主机内部解码后，再以压缩过的LPCM格式输出，并以原始的位元串流格式输出给外部的AV解码扩大机等设备进行解码。（20 GB、40 GB、60 GB、80 GB、CECHPxx、CECHQxx除外）
SONY依据AACS规范，2011年1月以后生产的PS3，将全面禁止以模拟影像端子输出高解析度蓝光影片，仅能输出标准解析度蓝光影片；数码影像端子才可输出高解析度与标准解析度蓝光影片。（20 GB、40 GB、60 GB、80 GB、120 GB、250 GB、CECH-25xxA、CECH-25xxB除外）
HDMI 1.3输出端子×1（最初计划仅有60 GB版本作为标准配备，而官方网站在2006年9月22日宣布20 GB也有配备，亦即事实上所有量产的PS3全部配备此接口）
支援HDMI CEC规格的BRAVIA Sync功能，让能与支援的SONY BRAVIA液晶电视进行影音同步操控。（始自CECH-200x "Slim"系列）
AV Multi输出端子×1
光纤输出端子×1
光碟
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PlayStation 3的蓝光光碟装置
PS3的光碟机只供读取，没有写入资料的功能。与PS2使用托盘有所不同，PS3的光驱为吸入式（slot-in），在生命周期末期发售的40XX型号将光驱改为滑盖式。下列为PS3支援读取的光碟格式：
CD：
PlayStation：PlayStation/PlayStation 2 CD-ROM（40 GB、120 GB、160 GB、250 GB、320 GB、CECHKxx、CECHLxx除外）
CD-DA：CD-DA（ROM）、CD-R、CD-RW
SACD：SACD Hybrid（CD层）、SACD HD（40 GB、120 GB、160 GB、250 GB、320 GB、CECHKxx、CECHLxx款式除外；读取功能遭取消是因为破解后可以盗拷SACD）
DualDisc：DualDisc（声音面／DVD面）
CD-ROM Read-Speed：24X
DVD：
PlayStation：PlayStation 2 DVD-ROM（40 GB、120 GB、160 GB、250 GB、320 GB、CECHKxx、CECHLxx除外）
DVD-Video：DVD-ROM、DVD±R、DVD±RW
DVD-ROM Read-Speed：8X
Blu-ray Disc：
PlayStation：PLAYSTATION 3 BD-ROM
BD-Video：BD-ROM、BD-R（HTL、LTH）、BD-RE
BD-ROM Read-Speed：2X（CLV），传输速度恒定为72Mbps（9MBytes/sec）
储存及输入输出接口
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2.5吋SATA介面的硬碟槽
Memory Stick：标准／Duo、PRO×1
SD：标准／mini×1
CompactFlash：Type I、II×1
※仅CECHAxx、CECHCxx（60 GB）与CECHExx（80GB）具备及支持上述3种记忆卡插槽
USB：
USB 2.0×4
※仅CECHAxx/CECHCxx（60GB）、CECHBxx/CECHDxx（20GB）、CECHExx（80GB）具备
USB 2.0×2
※其余各型号
科学运算
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索尼互动娱乐已加入美国斯坦福大学的“Folding@home”计划，由于PlayStation 3能提供强大的运算性能，从PS3的1.6版本固件开始，利用PS3的Cell处理器来支援该项目科学运算。当PS3闲置时就会启动运算程式，精确计算蛋白质的折叠效应，利用所得的结果研究各种疑难杂症。当CELL处理器运算时，NVIDIA的RSX显核就会提供立体的蛋白质的折叠实时图形展示。该图形展示效果支援1080p输出，还有HDR效果，玩家可利用DualShock 3来控制观赏不同角度。
2007年东京电玩展上索尼互动娱乐宣布，PS3全球玩家们成功将“Folding@home”科研运算专案的资料处理速度推进到一个新里程碑，就是超越“1 petaflop”。“1 petaflop”运算量相当于1000万亿次运算每秒，目前全球最快的超级电脑IBM Roadrunner刚刚达到这一运算水平。索尼互动娱乐称，目前“Folding@home”项目在20万部PC平台上仅提供了“250 teraflps”运算能力，但是在60万部PS3参与后，将总数据运行能力首次推进到“1 petaflop”级别。
PlayStation 3的详细规格内容为，使用SCE、东芝及IBM共同开发的“Cell”中央处理器。“Cell”是一枚高性能的处理器，最大特征是称为“Cell运算”的网络分散运算功能。PS3内藏的Cell能将家庭服务器和电视机等连结成位元网络中的一部份。情况就好像网格运算一样，分散并即时处理各个指令。透过光纤网络，“Cell”能够与其他“Cell”连结成为可比拟超级电脑的运算能力。
各机型比较
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2006年9月，索尼电脑娱乐于东京电玩展上公布了日本地区的价格，较北美地区的有较大的削减，而亚洲地区亦低于预期，其中以香港的价格为全球最低。
2007年3月23日，PlayStation 3的60 GB版本(CECHC)于欧洲、中东、非洲及澳洲地区发售。此60 GB版本与其他地区的不同，不再内置PlayStation 2的EE+GS晶片，改为用部分软件模拟方式运行PS2游戏。所谓部分软件模拟，是使用了实体GS芯片而PS2 CPU - EE则使用Cell软件模拟。这一方案是因为GS和RSX架构差别过大（特别是显存位宽）因而实在无法模拟。PlayStation 3旧型号内置PlayStation 2的EE+GS晶片，可以兼容约90%以上的PS2游戏，而转用部分软件模拟方式，据实测兼容性要低一些，但是部分软件输出版本在高清画质输出方面，可以享受一些RSX新技术，如反锯齿和超采样等带来的提高。
2007年4月12日，索尼电脑娱乐因为PlayStation 3的20 GB版本销量未如理想，率先全面停售该版本。
2007年，索尼电脑娱乐于E3电玩展上宣布，北美地区推出PlayStation 3的80GB版本，与欧洲等地区的60 GB版本相同，不再内置PlayStation 2的EE+GS晶片，并且计划80 GB版本将会取代原先的60 GB版本。其后亚洲地区相继引入80 GB版本，同时停止60 GB版本贩售。
2007年10月5日，索尼电脑娱乐宣布推出PlayStation 3的40 GB版本，此型号全面取消向下兼容PS2游戏，于10月下旬在欧洲地区率先发售。同时索尼互动娱乐亦调整了欧洲地区60 GB版本的价格，并且宣布60 GB版本于存货贩售完后将会停止发售。
2007年10月9日，索尼电脑娱乐宣布PlayStation 3的40 GB版本将于11月11日在日本及亚洲地区发售，提供钢琴黑及陶瓷白两种主机颜色选择。同时索尼互动娱乐亦调整了日本及亚洲地区20 GB及60 GB版本的价格，及公布新型控制器“DualShock 3”亦会于11月11日作独立发售。
2007年10月18日,索尼电脑娱乐宣布PlayStation 3的40 GB版本将于11月2日在北美地区发售，同样提供两种主机颜色。同时索尼互动娱乐亦调整了北美地区80 GB版本的价格至499美元。
2008年1月10日，日本索尼电脑娱乐宣布20 GB及60 GB版本的PlayStation 3在日本地区将会停止生产，意味著20 GB及60 GB版本完成历史任务，全球市场上再没有这两个版本发售。
2008年2月5日，日本索尼电脑娱乐宣布将于3月6日推出缎布银的40 GB版本PlayStation 3。
2008年8月于美国、欧洲发行80 GB版本PlayStation 3。
2008年10月于欧洲发行160 GB版本PlayStation 3，日本则发行80 GB版本PlayStation 3。
2008年11月于美国发行160 GB版本PlayStation 3。
2009年9月，全球发行120 GB的PlayStation 3 Slim，随之，以新的PS3 Logo和字体（PlayStation 2字体）取代了之前所谓的Spiderman字体。
2009年10月27日,于台湾、香港、10月于欧洲；同月15日于大洋洲、11月3日于北美、12月17日于日本发行250 GB的PlayStation 3 Slim。
2010年7月29日,于日本、香港发行320 GB的PlayStation 3 Slim。
2011年6月发行新型号之320 GB PlayStation 3 Slim，并于同年随后发行新型号之160GB的PlayStation 3 Slim。
2012年9月19日，SCEH宣布月内推出外型更轻巧的新型PlayStation 3主机型号，一般称Super Slim。新型PS3主机（CECH-4007系列）10月19日在台湾推出，提供250GB HDD/500GB HDD机型，新型主机尺寸大小和重量上都只有最早的60GB硬碟机种之一半以下；相比现行的PS3缩减了20 %与25%。
机种
型号[a]
颜色
USB 2.0连结埠
802.11 b/gWi-Fi
读卡机
SACD支援[51][52]
PS2向下相容
Dolby TrueHD / DTS-HD MA位元串流输出
支援HDMI CEC规格BRAVIA Sync
模拟影像端子输出高解析度BD影片
首次发售日期
现况
60 GB（NTSC）[53]
CECHAxx
钢琴黑
4
是
是
是
是硬体（Emotion Engine）
否
否
是
2006-11-012006年11月
停产
20 GB（NTSC）[53]
CECHBxx
钢琴黑
4
否
否
是
是硬体（Emotion Engine）
否
否
是
2006-11-022006年11月
停产[54]
60 GB（PAL）[53]
CECHCxx
钢琴黑
4
是
是
是
是软体（模拟器）
否
否
是
2007-03-012007年3月
停产
20 GB（PAL）
CECHDxx
钢琴黑
4
否
否
是
是软体（模拟器）
否
否
是
2007-03-02未发布
停产[54]
80 GB（NTSC）[53]
CECHExx
钢琴黑
4
是
是
是
是软体（模拟器）
否
否
是
2007-08-012007年8月
停产
40 GB（PAL、NTSC）[55]
CECHGxxCECHHxxCECHJxx
钢琴黑陶瓷白[b]缎布银[c][56]金属灰[d][57]
2
是
否
否
否
否
否
是
2007-10-01 2007年10月 2007年11月
停产[58]
80 GB（PAL、NTSC）[58][59]
CECHKxxCECHLxx
钢琴黑陶瓷白[b]缎布银[c]
2
是
否
否
否
否
否
是
2008-08-01 2008年8月 2008年10月
停产
160 GB（PAL、NTSC）[60][61]
CECHPxxCECHQxx
钢琴黑
2
是
否
否
否
否
否
是
2008-10-01 2008年10月 2008年11月
停产
120 GB（PAL、NTSC）
CECH-20xxACECH-21xxA
木炭黑
2
是
否
否
否
是
是
是
2009年9月
停产
250 GB（PAL、NTSC）
CECH-20xxBCECH-21xxB
木炭黑
2
是
否
否
否
是
是
是
2009年10月27日 2009年10月 2009年10月15日 2009年11月3日 2009年12月17日
停产
160 GB（PAL、NTSC）
CECH-25xxA
木炭黑典雅白
2
是
否
否
否
是
是
是
2010年7月29日
停产
320 GB（PAL、NTSC）
CECH-25xxB
木炭黑典雅白
2
是
否
否
否
是
是
是
2010年7月29日
停产
160 GB（PAL、NTSC）
CECH-30xxA
木炭黑
2
是
否
否
否
是
是
否
2011年6月
停产
320 GB（PAL、NTSC）
CECH-30xxB
木炭黑
2
是
否
否
否
是
是
否
2011年6月
停产
120 GB（PAL）
CECH-40xxA
木炭黑
2
是
否
否
否
是
是
否
2012年10月
停产
250 GB（NTSC）
CECH-40xxB
木炭黑
典雅白
2
是
否
否
否
是
是
否
2012年10月
停产
500 GB（PAL、NTSC）
CECH-40xxC
木炭黑
典雅白
石青蓝
石榴红
2
是
否
否
否
是
是
否
2012年10月
停产
12 GB闪存(无内置硬碟但可扩充)（PAL、NTSC）
CECH-42xxA
木炭黑
典雅白
石青蓝
石榴红
2
是
否
否
否
是
是
否
2013年9月
停产
250 GB（PAL、NTSC）
CECH-42xxB
木炭黑
典雅白
石青蓝
石榴红
2
是
否
否
否
是
是
否
2013年9月
停产
500 GB（PAL、NTSC）
CECH-42xxC
木炭黑
典雅白
石青蓝
石榴红
2
是
否
否
否
是
是
否
2013年11月
停产
12 GB闪存(无内置硬碟但可扩充)（PAL、NTSC）
CECH-43xxA
木炭黑
典雅白
石青蓝
石榴红
2
是
否
否
否
是
是
否
2014年5月
停产
250 GB（PAL、NTSC）
CECH-43xxB
木炭黑
典雅白
石青蓝
石榴红
2
是
否
否
否
是
是
否
2014年5月
停产
500 GB（PAL、NTSC）
CECH-43xxC
木炭黑
典雅白
石青蓝
石榴红
2
是
否
否
否
是
是
否
2014年5月
停产
所有机型皆包含：蓝光/DVD/CD光碟机、HDMI 1.3a[62]、Bluetooth 2.0、乙太网路（10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T）、软体模拟的PlayStation One向下相容力[63][64]以及亮面外观。[65]
^ a型号依据发售区域不同而有所差异。参见PlayStation 3硬体型号。
^ b陶瓷白仅于日本及亚洲地区发售。
^ c缎布银仅于日本及亚洲地区发售。
^ d金属灰仅限《潜龙谍影4：爱国者之枪》同捆版。