系统方面，摩托罗拉ATRIX HD搭载的是Android 4.0操作系统。Android 4.0系统的用户界面经过了全新的设计。为了增加亮点，摩托罗拉还加入了众多Blur元素。就主打社交方面来说Blur独具特色，社交信息与系统的深入整合是Blur的优点，在流畅度、人性化及插件美化度方面均有不错的表现。
摩托罗拉ATRIX HD的解锁界面加入了水波纹设计，点击触控屏中央的圆圈按钮，会出现时间、通知、天气以及其他定制的消息，具有很强的实用性。该机的主界面底部为Android 4.0智能机的三个虚拟按键：返回键、主页键和后台切换键，这是新版本的一大特色。摩托罗拉4.0的UI和Android 4.0系统的标准UI很接近，主菜单可以自行分组，上手也相对容易。
为了保障系统运行的流畅性，摩托罗拉ATRIX HD集成Adreno225图形处理芯片，配备1.5GHz主频的高通骁龙S4 MSM8960双核处理器，比当前Snapdragon处理器提升了五倍。该机集成Adreno225图形处理芯片，图形处理能力提升了四倍。经过国外媒体的实际测试，网页打开速度非常快，并且在720p分辨率下的显示效果非常细腻，Flash方面也是完全不卡。
