Der AT91SAM9263 ist ein komplettes System auf einem Chip rund um einen 200 MIPS ARM926EJ-S Prozessorkern. Die parallele Busarchitektur mit verteilten DMA vermeidet die Engpässe, die in konventionellen ARM9-basierten MCUs bei datenintensiven Applikationen mit graphischer Schnittstelle wie vernetzte medizinische Überwachungsgeräte und GPS Navigationssysteme auftreten. AT91SAM9263 enthält 27 DMA Kanäle inklusive Atmel’s 20-Kanal Peripherie DMA Controller (PDC), eine 9-lagige Busmatrix und zwei zusätzliche Busse für eng gekoppelte Daten- und Befehlsspeicher. All dies verstärkt die CPU Leistung und liefert on-chip Datenübertragungsraten von bis zu 41.6 Gbps. Zwei externe Bus Interfaces (EBIs) unterstützen externe Speicher von einem GigaByte und mehr.

On-chip Peripherie für die Benutzer- Schnittstelle enthält eine Kamera-Schnittstelle, TFT/STN LCD Controller, ein 6-Kanal Audio front-end Interface (AC97), I2S und einen 2D Graphik Coprozessor, der die CPU beim Linienzeichnen, Blocktransfers, Polygonfüllen und Clipping Funktionen entlastet. An Netzwerk-Peripherie ist ein 12 Mbps USB Host und Device vorhanden, ein 10/100 Ethernet MAC und ein 1 Mbps Control Area Network (CAN). Ausserdem gibt es vier USARTs, zwei 50 Mbps serielle Peripherie interfaces (SPI), CompactFlash, SDIO (MCI) und eine 2-Draht Schnittstelle (two-wire interface ,TWI), die mit externen verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationsmodulen wie ein GPRS Modem oder Wi-Fi verbunden werden kann.

Der AT91SAM9263 hat zwei externe Businterfaces (EBI): eines für den Systemspeicher und eines für die Benutzerschnittstelle. Letzteres verhindert, dass LCD Controller und CPU sich den Speicher teilen müssen und kann die verfügbaren CPU MIPS um 20% bis 40% erhöhen.

AT91SAM9263 wird unterstützt von einem Evaluation Board und diversen Entwicklungstools von Drittfirmen. Es unterstützt Linux und Windows CE und wurde entwickelt für fortschrittliche Applikationen wie GPS Applikationsprozessoren, die sowohl Rechenleistung als auch hohen Datendurchsatz erfordern.