ネオジオが大容量のROMソフトを採用し高価であったために、購入者が一部に限られていた点を解消すべく作られたモデル。ゲームの供給媒体をCD-ROMにすることで、当時ネオジオロムが3万円以上だったのに対しネオジオCDでは7,000円程度の価格設定と抑えられた。付属のコントローラは、ネオジオのジョイスティックからパッドに変更されている。
ハードは、販売価格を抑えるために等速CD-ROMドライブを採用している。しかし当時のライバル機だったセガサターンやプレイステーションが倍速ドライブを採用しており、ロード時間の長さが多くののユーザーから不評となった。これがネオジオCDの失敗の原因とされている。翌年には、2倍速のドライブを搭載し本体サイズの小型化を図ったネオジオCD-Zが発売された。