Der Pentium III als Nachfolger des Pentium Pro arbeitet mit Taktfrequenzen zwischen 233 MHz und 440 MHz. Der Front Side Bus ( FSB) des Pentium II hat eine Breite von 64 Bit, der interne Datenbus ist 32 Bit breit.
Von der Integrationsdichte her ist er in 0,35-µm- und 0,25-µm-Technik gefertigt und hat 7,5 Millionen Transistoren. Die Level-1-Caches entsprachen mit 2 x 16 KB denen des Vorgängers, dagegen war das Level-2-Cache nicht auf dem CPU- Chip integriert, sondern auf einem externen Chip.
Der Pentium II verwendet die Architektur des Pentium Pro und die MMX-Technologie. Die Rechenleistung beträgt bei einer Taktrate von 400 MHz 80 MFLOP. Als CPU-Sockel benutzt der Pentium II den Sockel 7.
Eine spezielle Version des Pentium II für Server-Anwendungen, der Xeon, wurde mit einem bis zu 2 Megabyte ( MB) großen Cache ausgestattet.