Orange Pi Zero 2W được trang bị bộ vi xử lý Allwinner H618 với bốn lõi Cortex-A53 có tốc độ lên đến 1.5GHz, tích hợp bộ xử lý đồ họa Mali G31 MP2, hỗ trợ OpenGL ES 1.0/2.0/3.2, OpenCL 2.0, Vulkan 1.1. Bo mạch có tùy chọn cấu hình bộ nhớ LPDDR4 với dung lượng 1GB/1.5GB/2GB/4GB, tuy nhiên để thuận tiện cho người dùng, Orange Pi Việt Nam sẽ chỉ bán lẻ các phân loại RAM 1GB và RAM 2GB, các phân loại RAM 1.5GB và 4GB có thể được đặt hàng theo nhu cầu.

Cũng giống như Orange Pi Zero, Zero 2W có 16MB SPI Flash, nâng cấp lên Wi-Fi5, BT5.0, với khả năng hỗ trợ BLE. Orange Pi Zero 2W có thể mở rộng thêm cổng USB2.0, Ethernet 100M, bộ thu hồng ngoại, đầu ra âm thanh, đầu ra TV, nút nguồn, và nhiều tính năng khác thông qua kết nối với bo mạch mở rộng qua cổng 24 chân.

Orange Pi Zero 2W tuân theo triết lý thiết kế nhỏ gọn và tinh xảo của dòng Zero, với kích thước PCB là 30mm X 65mm X 1.2mm, và có thể được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như hộp truyền hình, thiết bị trình chiếu màn hình thông minh, nhà thông minh, cổng thông minh, IoT và các lĩnh vực khác. Orange Pi Zero 2W hỗ trợ các hệ điều hành như Android 12 TV, Debian 11, Debian 12, Ubuntu 22.04, Ubuntu 20.04, Orange Pi OS (Arch) và các hệ điều hành khác.

Một điểm chú ý nữa là Orange Pi Zero 2W sẽ được đóng gói rời và chân rào GPIO 40 chân sẽ chưa được hàn trên bo mạch. Mọi người cần chú ý điểm này nếu như không có khả năng hàn chân GPIO tại nhà.