系統方面，摩托羅拉ATRIX HD搭載的是Android 4.0操作系統。Android 4.0系統的用戶界面經過了全新的設計。為了增加亮點，摩托羅拉還加入了眾多Blur元素。就主打社交方面來說Blur獨具特色，社交信息與系統的深入整合是Blur的優點，在流暢度、人性化及插件美化度方面均有不錯的表現。
摩托羅拉ATRIX HD的解鎖界面加入了水波紋設計，點擊觸控屏中央的圓圈按鈕，會出現時間、通知、天氣以及其他定制的消息，具有很強的實用性。該機的主界面底部為Android 4.0智能機的三個虛擬按鍵：返回鍵、主頁鍵和后臺切換鍵，這是新版本的一大特色。摩托羅拉4.0的UI和Android 4.0系統的標準UI很接近，主菜單可以自行分組，上手也相對容易。
為了保障系統運行的流暢性，摩托羅拉ATRIX HD集成Adreno225圖形處理芯片，配備1.5GHz主頻的高通驍龍S4 MSM8960雙核處理器，比當前Snapdragon處理器提升了五倍。該機集成Adreno225圖形處理芯片，圖形處理能力提升了四倍。經過國外媒體的實際測試，網頁打開速度非常快，并且在720p分辨率下的顯示效果非常細膩，Flash方面也是完全不卡。
