Для работы операционной системы Palm OS в настоящее время используют два семейства микропроцессоров — либо это Motorola DragonBall MC68328 (с ядром Motorola MC68EC000), либо Texas Instruments OMAP (с ядром ARM). Первые процессоры DragonBall появились в 1995 году. С того момента было выпущено две его усовершенствованные версии: DragonBall EZ и DragonBall VZ. Каждая из этих версий очень подходит для использования в КПК и других портативных приборах.

Низкотехнологичные ранние модели Palm питаются от двух стандартных алкалиновых батареек размером AAA. Эти батарейки легко можно вынуть и заменить. В новых высокотехнологичных устройствах используются ионно-литиевые аккумуляторы, не подлежащие замене и подзаряжающиеся через разъем HotSync или с использованием внешнего зарядного устройства. Заряда алкалиновых батареек, как правило, хватает на более длительный срок. К тому же они представляются более удобными в использовании, так как в случае необходимости их всегда можно купить практически в любом магазине. Недостаток их применения состоит лишь в том, что по окончании срока службы их нужно правильным образом утилизировать.

Для хранения приложений и пользовательских данных устройства Palm используют энергонезависимые ОЗУ. Операционная система и другие статические данные хранятся во флэш-ПЗУ. Каждое устройство, работающее на базе Palm OS, использует для хранения операционной системы карты памяти. Каждая карта — это логическое устройство, и с физической картой ей совершенно не нужно взаимодействовать (хотя в устройствах Pilot и PalmPilot они связаны).

 Система Palm OS разработана таким образом, что может храниться на нескольких картах одновременно (на каждой из которых есть ОЗУ, ПЗУ или и то, и другое). Это дает возможность дальнейшего развития, когда устройства Palm будут содержать внутреннюю карту памяти (например, ОЗУ и ПЗУ для размещения операционной системы) и внешнюю карту (например, для хранения пользовательских приложений и данных). У многих Palm имеется слот расширения для карт памяти SecureDigital/MultiMediaCard (SD/MMC). А в линии Sony Clie устройства поддерживают карточки Sony Memory Stick.

Требования к памяти для системы Palm OS — менее жесткие по сравнению с другими встроенными операционными системами, такими как Windows CE/Pocket PC. ОЗУ в Palm энергонезависимо и логически поделено на две части — динамическую и статическую память.

Динамическая память представляет аналог ОЗУ стандартного настольного компьютера. Она используется в качестве рабочего пространства для приложений и для временного хранения данных (например, линий, оставленных на экране КПК, нажатий кнопок, системных сообщений, видеофрагментов, глобальных переменных и интерфейсных структур). Размер области динамической памяти зависит от версии операционной системы и от общего объема памяти устройства, а также от постоянно происходящих в КПК процессов.

Оставшаяся часть ОЗУ используется в качестве статической памяти и аналогична жесткому диску обычного компьютера. На сегодняшний день размер ОЗУ Palm варьируется от 1 Мбайт до 32 Мбайт. На первый взгляд это может показаться недостаточным, но стандартные приложения Palm OS занимают от 2 Кбайт до 100 Кбайт.