Grafická karta HD 3870 X2 obsahuje dva kompletní grafické systémy HD 3870 na jediné kartě PCI-Express. Každý grafický procesor má 512 MB paměti GDDR3 , což je celkem 1 GB integrované paměti. Systém je vybaven dvěma výstupy DVI a výstupem TV-OUT. 3D aplikace jako hry používají oba integrované grafické procesory společně v režimu CrossFire k dosažení jediného akcelerovaného výstupu pouze na primárním displeji. V tomto režimu nabízí karta HD 3870 X2 výkon srovnatelný se dvěma samostatnými kartami HD 3870 v režimu CrossFire a představuje tak nejrychlejší dostupné řešení s jednou kartou při využití technologie této generace.
HD 3870 X2 je řešen jako jedna karta PCI-Express formátu ATX s chladičem a ventilátorem standardní konfigurace pro duální slot. Toto řešení okamžitě zaujme uživatele požadující optimální výkon, kteří mají k dispozici jen jeden slot PCI-Express. Budoucí verze ovladačů budou podporovat dvě karty HD 3870 X2 na základní desce CrossFire s cílem dosáhnout nasazením čtyř grafických procesorů CrossFireX ještě vyššího výkonu.
HD 3870 X2 je vybavena nejnovější technologií ATI Avivo™ HD k dokonalejšímu zobrazování a integrovanou technologií UVD (Unified Video decoder) k rychlejšímu hardwarovému dekódování obsahu Blu-ray™ a HD DVD pro kodeky VC-2 i H.1, která snižuje zatížení procesoru na minimum. HD 3870 X2 je připraven pro HDCP a je kompatibilní s nejnovějšími obrazovkami High Definition. Při použití správného adaptéru HDMI podporuje přes rozhraní DVI podobně jako jiné modely řady HD 3800 také HDMI.