Nintendo DSi jest o 12% cieńszy niż Nintendo DS Lite, przy zachowaniu tej samej wagi. Konsola ma wbudowane 2 aparaty fotograficzne o rozdzielczości 0,3 megapiksela. Jeden umieszczony jest na zewnętrznej obudowie, a drugi na zawiasie (widoczny po otwarciu konsoli). Posiada też większe ekrany (3,25 cala, o 0,25 cala większe niż u poprzednika), szybsze procesory, więcej pamięci RAM oraz lepsze głośniki[1]. Suwak zasilania obecny w DS Lite został zastąpiony przyciskiem. Z powodu większego stopnia zużycia energii żywotność baterii jest krótsza niż w przypadku DS Lite.

Dodano wejście na karty SD służące do zapisu wykonanych zdjęć, pobranego oprogramowania, a także odtwarzania plików muzycznych (tylko w formacie AAC). Wejście SLOT-2 (na kartridże Game Boy Advance) zostało usunięte, przez co DSi nie jest wstecznie kompatybilny z Game Boy Advance. Nie można także używać akcesoriów korzystających z wejścia Game Boy Advance.

Nintendo DSi ma 256 megabajtów wewnętrznej pamięci Flash. Interfejs użytkownika konsoli zorganizowano na wzór spotykanego w konsoli Wii, gdzie menu wyświetlane jest w postaci kanałów.

Dostępne są kanały:

DSi Camera – tryb zdjęć,

DSi Sound – tryb muzyki,

DSi Shop – pobieranie oprogramowania (zobacz Bezpośrednie pobieranie oprogramowania);

Po pobraniu z DSi Shop dodatkowo dostępne stają się również kanały:

DSi Browser – przeglądarka internetowa firmy Opera Software,

Flipnote Studio – tryb notatek w postaci animacji z funkcją dodawania ścieżki dźwiękowej.