Die HD5850 basiert auf AMDs aktueller High-End GPU Radeon HD5850. Die in 40nm gefertigte GPU taktet mit 720 MHz und verfügt über 1440 Streamprozessoren, was für eine Rechenleistung von 2,09 TeraFLOPs einfacher Genauigkeit ausreicht. Die Karte ist mit 1024 Mbyte GDDR5-Speicher bestückt (effektiver Takt 4000 MHz), der über ein 256-Bit-Interface angebunden ist. Trotz dieser enormen Leistung ist die HD5850 mit 27 Watt im 2D-Betrieb recht sparsam, auch der Lastverbrauch von 151 Watt ist für die Leistungsklasse nicht zu hoch. Dazu gibt's aktuelle Features wie DirectX 11, OpenGL 3.2, ATI Avivo HD Video, ATI Stream (Unterstützung von OpenCL 1.0 und DirectCompute 11), CrossFireX für bis zu vier GPUs und die Multi-Display-Technologie ATI Eyefinity.