Les téléviseurs intelligents fonctionnent en utilisant des processeurs informatiques et une mémoire spéciaux pour aider le téléviseur à jongler avec le traitement vidéo, la conversion ascendante, la connexion Internet et la mise en mémoire tampon de la musique et des vidéos. Par définition, un téléviseur intelligent est un téléviseur qui peut se connecter à Internet pour accéder à des appareils multimédias en streaming et qui exécute des applications de divertissement.
Les téléviseurs intelligents utilisent soit une connexion Ethernet filaire directe, soit une connexion Wi-Fi intégrée à un réseau domestique pour accéder à Internet. La plupart des nouveaux modèles de téléviseurs intelligents intègrent le Wi-Fi, de sorte qu'ils n'ont pas besoin d'une connexion Ethernet.
Les téléviseurs intelligents n'ont pas de système d'exploitation ou d'interface standard. Le type de logiciels et d'applications proposés varie considérablement d'un téléviseur intelligent à l'autre et devient généralement plus avancé avec les modèles haut de gamme. La disposition des applications varie également, car certains téléviseurs utilisent un écran de défilement d'icônes, et d'autres utilisent des fenêtres à onglets et des barres de défilement en bas de l'écran.
En raison de la nécessité d'une connexion Internet, les téléviseurs intelligents peuvent se bloquer et planter, tout comme les téléphones et les ordinateurs. La nouvelle technologie et les nouveaux logiciels impliqués provoquent parfois le blocage de vidéos ou d'applications. En règle générale, cependant, éteindre le téléviseur et redémarrer la connexion Internet résout ces problèmes.