核心功能
.NET Core 是由許多項目所組成，除了基本的類庫(Core FX) 之外，也包含採用 RyuJIT 編譯的運行平台 Core CLR、編譯器平台.NET Compiler Platform、採用 AOT 編譯技術運行最最佳化的包 Core RT (.NET Core Runtime)，以及跨平台的 MSIL 編譯器 LLILC (LLVM-based MSIL Compiler) 等項目。
同時，微軟也發展了一個建置技術檔案的平台docfx， 並運用於 .NET Core 的檔案網站。
RyuJIT
RyuJIT 是微軟發展的新式即地編譯器 (Just-in-Time Compiler)，用以替換現有的 .NET Framework 的 JIT 以及 JIT64 即地編譯器，依據微軟公布的測試報告，RyuJIT 的性能較前一代的 JIT 提升約 25%，並支持SIMD(Single Instruction, Multiple Data) 的技術。RyuJIT 同時套用於 .NET Framework 4.6 以及 .NET Core 。
Core CLR
Core CLR 移植 .NET Framework 的 CLR 的功能，包含核心程式庫 mscorlib、JIT 編譯器、垃圾收集器 (GC) 以及其他運行 MSIL 所需要的運行期環境。
Core RT
Core RT 是以AOT (Ahead-of-time) 編譯方式為主的核心功能，在 .NET Core 內稱為 Core RT，在 UWP 則是稱為 .NET Native。
Core RT 會在建造時期 (非運行期) 在編譯時將 MSIL 轉換成平台本地的機器碼，以獲取較短的引導時間 (JIT 採用的是運行時期編譯，使得引導時間拉長)，以及記憶體用量減少的優點。Core RT 會在不同的平台使用不同的 AOT 技術：
•Windows 上使用的是 .NET Native。
•Mac OS 與 Linux 上使用的是 LLILC (同時支持 JIT 和 AOT)。
LLILC
LLILC ( LLVM-based MS IL Compiler，英文發音為 "lilac") 是 .NET Core 在非 Windows 平台的 MSIL 編譯器 ，基於 ECMA-335 (Common Language Infrastructure) 的標準將 MSIL 編譯成原生碼運行，適用於可運行 LLVM 的作業系統，例如 Mac OSX 與 Linux 作業系統。
LLILC 同時支持 JIT (內含 RyuJIT 的實現) 以及 AOT (未來將開始支持) 的編譯方式。
Roslyn
.NET Compiler Platform (項目代碼為 Roslyn) 是將 .NET 平台的編譯架構標準化的平台，它可提供程式管理工具 (如集成開發環境) 相當多的情報，用以發展有助於編寫程式與管理程式結構所需要的功能，例如類型信息、語法結構、參考連結、語義、編譯器、自動化、錯誤回報等等功能，只要是遵循 CLI 標準的程式語言，都可以利用 .NET Compiler Platform 實現出編譯器，讓程式管理工具能實現如語法提示、語法自動完成、關鍵字高亮等可視化能力。
.NET Compiler Platform 可同時支持 .NET Framework 4.6 以上版本，.NET Core 也原生支持。
包管理
主條目：ASP.NET Core §項目系統
.NET Core 的類庫採用 NuGet 包化的架構，應用程式只需要使用 project.json 的 dependencies 區塊加入指定包版本的參考，就能獲得該包的功能，與以往 .NET Framework 大包式的提供方法完全不同。.NET Core 團隊宣布己經有 98% 的 .NET Framework 主要類庫移轉到 .NET Core 平台 。
例如下列 project.json 內容，可直接加入 .NET Standard Library (v1.0.0-rc2-23901) 的參考。
.NET Standard Library 是一個總括型的 NuGet Package，其內包含了這些類庫包：
•Microsoft.DotNet.CoreHost
•NETStandard.Platform
•System.Collections.Concurrent
•System.Linq
•System.Runtime.Numerics
•System.Text.RegularExpressions
其中的 NETStandard.Platform 也是一個總括型包，包含了下列類庫包：
•Microsoft.NETCore.Platforms
•Microsoft.NETCore.Runtime
•Microsoft.Win32.Primitives
•System.AppContext
•System.Collections
•System.Diagnostics.Debug
•System.Diagnostics.Tools
•System.Diagnostics.Tracing
•System.Globalization
•System.Globalization.Calendars
•System.IO
•System.IO.FileSystem
•System.IO.FileSystem.Primitives
•System.Net.Primitives
•System.Net.Sockets
•System.Reflection
•System.Reflection.Extensions
•System.Reflection.Primitives
•System.Reflection.TypeExtensions
•System.Runtime
•System.Runtime.Extensions
•System.Runtime.Handles
•System.Runtime.InteropServices
•System.Runtime.InteropServices.RuntimeInformation
•System.Text.Encoding
•System.Text.Encoding.Extensions
•System.Threading
•System.Threading.Tasks
•System.Threading.Timer
開發人員只需要使用 NETStandard.Library 就能加入所有必要的 .NET Core 類庫參考，但若不需要這么多組件，也可以只加入特定的包即可，不一定都要加入 NETStandard.Library。
應用程式類型
.NET Core 基於跨平台能力，並沒有將與 GUI 高度相關的 API 移植到 .NET Core 內，因此像是Windows Forms或是Windows Presentation Foundation(WPF) 並未移植到 .NET Core。.NET Core 支持控制台應用程式 (Console Application) 以及類庫 (Class Library) 類型的項目。
不過微軟在其Universal Windows Platform(UWP) 開發平台使用了 .NET Core ，並且利用 .NET Native 技術將其性能提升至十分接近原生碼的速度。
ASP.NET Core 則以控制台應用程式驅動其託管環境 Kestrel Server 以支持 ASP.NET Core 程式的運行。
.NET CLI
.NET CLI (Command-Line Interface) 指令列工具是 .NET Core 處理建造、運行與編輯工作的主要工具 ，有幾個主要的動作：
| 指令 | 幫助 |
| dotnet new | 產生新的基本 .NET 項目內容 (包含 project.json、Program.cs 以及 NuGet.config) |
| dotnet restore | 還原所參考的 NuGet 包 |
| dotnet build | 建造 .NET 項目 |
| dotnet publish | 產生可發行的 .NET 項目 (包含所屬的 Runtime) |
| dotnet run | 編譯與立即運行 .NET 項目 (較適用於 exe 型項目) |
| dotnet repl | 引導互動式的對話 |
| dotnet pack | 將項目的產出封裝成 NuGet 包 |
關係
.NET Core 經常會拿來與其他平台做類比，尤其是它的源頭 .NET Framework 以及另一個相似性質的開源平台 Mono。
.NET Framework
據微軟的幫助，.NET Core 和 .NET Framework 是子集 (Subset) 與超集 (Superset) 的關係，.NET Core 將會實現出部分的 .NET Framework 功能 (基本上是不含用戶界面的部分)，例如 JIT (.NET Core 採用 RyuJIT)、垃圾收集器 (GC) 以及類型 (包含基本類型以及泛型類型等) 。未來 .NET Framework 和 .NET Core 也將會是各自發展，但它們也會同時使用彼此的功能，例如 .NET Compiler Platform 與 RyuJIT 等技術。
Mono
Mono 是另一個已發展許久的 .NET Framework 跨平台開源版本，基本上並不隸屬微軟官方，而是由社區的力量所主導，自成一個生態系統，也開發出了像Xamarin這樣的跨平台.NET移動套用，.NET Core 與 Mono 未來會是合作的關係，Mono 仍會維持社區力量的維護與發展，而 .NET Core 則會以官方角度來進行發展，兩邊也會一起進行彼此功能上的增進 。
與 ASP.NET Core 的關係
.NET Core 與 ASP.NET Core 的關係其實一開始並不是主從關係 ，ASP.NET Core 的開發初期 (ASP.NET 5) .NET Core 還沒有開始起跑，因此 ASP.NET Core 當時有自己的運行期與工具，一開始稱為 Project K，後來改為 DNX (.NET Execution Environment)，DNX 本身就具有可獨立運作的運行能力，不需要依賴 .NET Core 運行，但是這樣會變成 .NET Core 和 ASP.NET Core 雙頭馬車的現象，在 .NET Core 逐漸成熟之後，微軟也決定要將這兩個各自獨立發展的產品線集成在一起，DNX 也將因改用 .NET Core 運行期而終止開發，DNX 的功能將由 .NET Core 以及旗下的 .NET CLI 接替提供，集成後的版本將在 1.0 RC2 時發布。
支持作業系統
.NET Core 的 1.0 版本將支持下列作業系統：
| Windows 客戶端 | 7 SP1~10 | x64, x86 | |
| Windows 伺服器 | R2 SP1~Windows Server 2016 | x64, x86 | 全功能版、Server Core 與 Nano Server (Windows Server 2016 Only) |
| Debian | 8.2 | x64 | |
| Red Hat Enterprise Linux | 7.2 | x64 | |
| Fedora | 23 | x64 | |
| Ubuntu | 14.04 LTS, 16.04 LTS | x64 | |
| Linux Mint | 17 | x64 | |
| OpenSUSE | 13.2 | x64 | |
| Oracle Linux | 7.1 | x64 | |
| CentOS | 7.1 | x64 | |
| Mac OSX | 10.11 (EI Capitan) | x64 |
