メガドライブのロムスロットに差し込み、同梱の中継ケーブルを接続して使用することで32bitゲーム機として稼働させることが可能になる。セガサターンと同様、メインCPUとして32bit RISCのSH-2を2個搭載しており、スーパー32Xを接続した状態からでもメガドライブ・メガCDの両ソフトを使用可能である。