L'Atari 5200 est essentiellement un Atari 400 sans clavier. Ceci prouve que les conceptions d'Atari peuvent rapidement s'adapter au marché. La console apporte un nouveau joystick révolutionnaire avec un manche analogique et des touches de fonction (start, pause, reset).
Elle bénéficie d'autres innovations comme un tir automatique et 4 ports de joystick. La conception sans centrage du manche s'avère sans avantage et peu fiable, énervant beaucoup d'acheteurs. Tandis que les 5200 recueillent de nombreux adeptes grâce à une bibliothèque de jeux de haute qualité, elle doit faire face à une nouvelle concurrence avec la Colecovision et à une économie qui devient de plus en plus vacillante.
La question de savoir quel système serait supérieur à l'autre est devenue inutile quand le marché du jeu s'est effondré en 1983-1984, tuant les deux consoles dans leur perfection.

• processeur principal : MOS Technology 6507 à 1,19 MHz
• processeur audio et vidéo : TIA
• mode graphique : 40 × 192 (pixels rectangulaires de rapport 1 sur 8)
• sprites : 5 objets mobiles d’une seule couleur chacun : deux joueurs de résolution 8 × 192 (pixels rectangulaires de rapport 1 sur 2), deux missiles et une balle.[réf. nécessaire]
• couleurs : 128 (16 couleurs avec 8 niveaux d’intensité chacune) en NTSC 104 en PAL. Le modèle français SÉCAM n’affichait que 8 couleurs en fait il recolorait la version N&B du jeu.
• son : Deux voix mono
• mémoire principale : 128 octets VLSI
• mémoire de masse (cartouches de jeux) : De 2 et 4 Kio (mais possibilité d’extension théoriquement illimitée en passant par la technique de bank switching)
• connecteurs d’entrée :
• deux ports DB9 pour joysticks, paddles, « trackballs », ou clavier 12-touches (0–9, #, et *)
• six interrupteurs (version originale) : Marche/Arrêt, Signal TV (noir et blanc ou couleur), Difficulté pour chaque joueur (appelé A et B), Select, et Reset
• connecteurs de sortie : noir et blanc ou couleur (NTSC ou PAL) et sortie son