Устройство построено на 6-нм платформе с четырёхъядерным процессором Cortex-A55 с частотой 2,5 ГГц и графическим процессором ARM G310 V2, обеспечивающими на 80% выше производительность CPU и на 150% — GPU по сравнению с предшественником. Объём оперативной памяти составляет 2 ГБ, встроенной флеш-памяти — 8 ГБ. Подключение осуществляется через двухдиапазонный Wi-Fi 6, Bluetooth 5.2, порт HDMI и micro-USB для питания.

TV Stick 4K 2nd Gen работает на Google TV, предоставляя доступ к более чем 10 000 приложений и множеству бесплатных каналов. Netflix, YouTube и Amazon Prime Video установлены из коробки. Пульт с Bluetooth и Google Assistant позволяет управлять контентом и умным домом.