Technisch entsprach der C128 weitgehend dem C64, verfügte allerdings noch über zusätzliche Elemente:

• den Grafikchip VDC, der eine höhere Auflösung (80 Zeichen in der Horizontalen) und viele andere Möglichkeiten bietet (blinkende, unterstrichene Zeichen, 2 Zeichensätze gleichzeitig, Grafikmodus, ...), die aber bisher nur teilweise ausgenützt wurden. Darüber hinaus besizt er einen eigenständigen Videospeicher von 16 (später sogar 64) kB.
  
  Nachteilig war, dass er den alten 40-Zeichen-VIC II-Videochip nicht ersetzen, sondern nur ergänzen konnte und dass er für die Spieleprogrammierung kaum geeignet war. Er konnte nur in Verbindung mit einem C128-Monitor genutzt werden, Nutzung mit einem C64-Monitor oder Fernseher war je nach Fernsehgerät entweder nur mit Tricks oder gar nicht möglich.
  
  
• eine MMU (Memory Management Unit), die theoretisch bis zu 1 MB Speicher verwalten kann (die real existierenden Chips aber nur 128KB) und außerdem für das Umschalten zwischen den einzelnen Betriebsmodi zuständig ist;
  
  
• 128 KB Speicher (Commodore wollte keine 256 KB einbauen, um dem schon existierenden Amiga keine Konkurrenz im eigenen Haus zu machen) aufgeteilt in 2 Bänken zu 64 kB, wobei eine Bank für Basic-Programme, die andere für Variablen genutzt wird.
  
  
• eine erweiterte Tastatur mit Ziffernblock und komfortableren Cursor-Tasten

Als CPU dient der 8502 (ein modifizierter 6510-Chip), der doppelt so schnell getaktet werden kann. Dazu muß aber der 40-Zeichen-Videochip abgeschaltet werden und nur der VDC kann genutzt werden. Daher konnte die höhere Geschwindigkeit in Spielen, wo man sie am meisten brauchen konnte, praktisch nicht genutzt werden.

Als Betriebssystem und Programmierumgebung in einem dient das Commodore-BASIC Version 7.0, eine von Commodore stark erweiterte Version des Microsoft-BASIC 2.0, das im VC-20 und C64 verwendet wurde.

Das C128-BASIC verfügt u.a. über zusätzliche Befehle zur Programmsteuerung sowie komfortable Zeichenfunktionen für den 40-Zeichen-Videochip - aber leider nicht für den VDC.

Der C128 hat sich nicht so gut am Markt durchsetzen können wie der C64, obwohl die Software, die den C128-Modus ausnutzt (zum Beispiel die Graphische Oberfläche GEOS und die dafür verfügbaren Anwendungsprogramme), oft von erstaunlich guter Qualität ist.

Ein Problem des Rechners war wohl die sehr komplexe und etwas undurchsichtige Systemarchitektur mit 2 Prozessoren und 2 Graphikchips, Bankswitching, mehrere verschieden zu verwendende RAM-Typen, einem weiteren Prozessor im Diskettenlaufwerk, und einigen anderen unhandlichen Merkmalen, sowie die Tatsache dass er dem "Normaluser", der nicht programmieren sondern hauptsächlich Spiele benutzen wollte, nur geringe Vorteile gegenüber dem C64 bot. Immerhin ca. 4 Millionen Stück wurden verkauft, verglichen mit den ca. 17 Millionen C64.