La Moto 360 se présente donc comme une montre à écran tactile LCD rond d'une définition de 320 x 290 px. Son boîtier est en acier inoxydable, certifié IP67 (étanche jusqu'à 1 m pendant 30 minutes) et intègre une puce mobile Texas Instrument OMAP 3 accompagnée d'une mémoire vive de 512 Mo et d'une capacité de stockage de 4 Go. Un cardio-fréquencemètre optique se loge au dos du boîtier, en contact avec le poignet du porteur, et ce même dos abrite une surface de chargement par induction. La batterie atteint une capacité de 320 mAh.