Desde 2001, e passadas cinco gerações, muitas alterações foram efectuadas a nível de hardware devido ao crescimento da tecnologia, tornando assim o iPod cada vez mais eficiente e apelativo ao nível de funcionalidades e design, como por exemplo, a touch-sensitive scroll wheel (touch-wheel), ecrã a cores, podendo assim apresentar imagens e, posteriormente, a capacidade para reproduzir vídeo. Com a evolução da tecnologia surgiram os modelos com capacidade de armazenamento maior, baseados em disco-rígido, e os modelos com memória flash, permitindo reduzir as dimensões do iPod, apesar de se diminuir significativamente a capacidade de armazenamento. Entre as várias gerações a autonomia do iPod aumentou.
Para além de ser um player multimédia o iPod pode ser usado com disco externo para um computador, permitindo a transferência de ficheiros e aplicações do computador para o iPod.

4.1.1. Microcontrolador

O iPod desde a primeira até à terceira geração, utilizou dois CPU’s ARM 7TDMI, com uma velocidade de relógio de 90MHz. Os iPod’s de quarta e quinta geração, o iPod mini e o iPod nano de primeira geração utilizam dois CPU’s ARM 7 TDMI mas com velocidade de relógio de 80 MHz, para economizar bateria. O iPod nano de segunda geração utiliza um Samsung System-On-Chip, semelhante aos processadores ARM. O iPod shuffle de primeira geração utiliza um chip SigmaTel STMP35550 que manipula a descodificação da música e o circuito áudio.

4.1.2. Meio de armazenamento de dados

Desde a primeira à quinta geração os iPods possuem um disco rígido de 1,8 polegadas (ATA 4200 rpm com conectores proprietários) produzidos pela Toshiba. O iPod mini utiliza disco-rígido de 1 polegada fabricados pela Hitachi e Seagate. O iPod nano utiliza disco de memória flash.

4.1.3. Chip Audio

Todos os iPods (excepto o shuffle) utilizam codecs fabricados pela Wolfson Microelectronics.
Embora do mesmo fabricante todos produzem diferentes características sonoras, ou seja, foram continuamente melhorados desde a primeira até à quinta geração.

4.1.4. Bateria

Os iPods de primeira e segunda geração, o nano e o shuffle utilizam baterias internas de lithium polyner recarregáveis. Os iPods desde a terceira à quinta geração utilizam baterias internas de lithium-ion recarregáveis.
Actualmente o iPod video, nano e shuffle têm uma autonomia de 24, 12, 20 horas, respectivamente.

4.1.5. Ecrã

O ecrã foi um dos componentes do iPod que sofreu mais alterações significativas. Até à terceira geração o ecrã tinha duas polegadas (diagonal), era monocromático e apresentava uma resolução de 160x128 pixeis. Na quarta geração o ecrã passou a apresentar cores na escala de cinza.
Quando a Apple introduziu o iPod photo, o ecrã passou a ser um LCD capaz de mostrar 65,536 cores.
O iPod video de quinta geração é o que possui o maior ecrã, um LCD QVGA com 2,5 polegadas (diagonal), com uma resolução de 320x240 pixeis. Quanto aos modelos mais pequenos, o iPod mini possui um ecrã de 1,67 polegadas, com escala cinza, e uma resolução de 138x110 pixeis, e o iPod nano possui um LCD 16 bit de 1,5 polegadas, com resolução de 176x132 pixeis.

Grande parte do sucesso do iPod deve-se à sua apelativa clickwheel. Em comparação com outros players multimédia, a clickwheel pode ser considerada como o mecanismo mais eficiente para a reprodução de conteúdo multimédia pela simples razão de se terem combinado as funções de click e scroll na roda em si.
Desde o primeiro modelo até ao mais recente, a Apple tem vindo a depender da clickwheel como uma atracção de bónus.
Inicialmente, a roda rodava físicamente, dependendo do dedo humano para fornecer o movimento rotacional à roda. Na geração seguinte os modelos ofereciam uma touch-wheel, mas os botões continuavam a ser físicos, não integrados na roda. Só na terceira geração os botões deixaram de ser mecânicos, mas deixaram de estar à volta da touch-wheel.
Foi então que a Synaptics entrou em cena para desenhar e implementar a actual clickwheel sensível ao toque, com botões completamente integrados.

Os modelos nano e shuffle, por usarem memória flash, são skip-free, ou seja, o movimento do dispositivo não fará com que a música “salte”, tornando-os ideais para actividades desportivas.
Os restantes modelos, por serem baseados em discos-rígidos, oferecem skip protection através do uso de uma RAM cache. Assim, o iPod mantém as músicas no disco-rígido mas quando as reproduz copia-as para a cache, e toda a música que ouvimos é reproduzida a partir da cache. Quando a cache está cheia, o disco desliga-se. Como esta memória é feita de matéria solid-state, i.e. não tem partes mecânicas ou móveis, não é afectada pelo movimento do dispositivo.
O iPod é capaz de oferecer até 25 minutos de skip protection, duas vezes mais do que os players multimédia baseados em discos-rígidos actualmente existentes no mercado, mas este tempo depende do tamanho dos ficheiros de áudio. Quanto menor for o tamanho dos ficheiros de áudio, mais músicas é possível armazenar na cache e, consequentemente, maior será a skip protection. Por exemplo, importar ficheiros AAC a 128kbps em vez de 198 kbps, aumenta a quantidade de músicas que o iPod consegue armazenar na cache em quase 50%. Os ficheiros no formato MP3 e AAC oferecem aproximadamente 25 minutos de protecção, enquanto que ficheiros no formato AIFF oferecem bastante menos.
É ainda possível maximizar o tempo de skip protection oferecido pelo iPod, minimizando o número de acessos ao disco, por exemplo, minimizando o número de vezes que se carrega no botão fast-forward, para permitir ao iPod reproduzir as músicas já armazenadas na cache em vez de ter que carregar uma nova música a partir do disco.

Inicialmente os iPods usavam uma ligação FireWire tanto para sincronizar a biblioteca de música, como para recarregar a bateria. A bateria podia, no entanto, ser carregada recorrendo a um adaptador eléctrico, incluido nas primeiras quatro gerações.
A 3ª geração começou a incluir um “dock connector”, para permitir conectividade por FireWire ou por USB, oferecendo melhor compatibilidade com PC’s, visto que na altura a maioria não possuia portas FireWire.
A 2ª geração do iPod shuffle usa um jack que serve para auscultadores e para porto de dados para o dock.
O iPod mini e o iPod de 4ª geração introduziram a capacidade de carregar a bateria através do cabo USB, e eventualmente o cabo FireWire passou a estar disponível separadamente.
O uso de Firewire para transferência de dados foi descontinuado na 5ª geração, e a Apple fez uma transição completa para USB 2.0. O cabo FireWire passou a ser usado apenas para efeitos de carregamento de bateria.
O iPod também se carrega através de uma porta USB, seja o sistema operativo suportado ou não.
O iPod pode ser conectado a qualquer sistema que suporte mass storage device e pode ser usado como um disco externo, no entanto, para fazer o upload de músicas é necessário ter o iTunes.