Yêu cầu phần cứng cho các máy chủ khác nhau và tùy thuộc vào ứng dụng của máy chủ. Ý nghĩa về tốc độ tuyệt đối của CPU không phải là quá quan trọng như thông số này với máy tính để bàn. Nhiệm vụ của máy chủ cung cấp dịch vụ cho nhiều người dùng trên một mạng lưới dẫn đến yêu cầu khác nhau chẳng hạn như kết nối mạng nhanh và chỉ số I/O (input/output) cao liên tục. Vì các máy chủ thường được truy cập qua mạng, chúng có thể chạy ở chế độ mà không cần một màn hình hoặc thiết bị đầu vào. Các quy trình mà không cần thiết cho các chức năng của máy chủ thường không được sử dụng. Nhiều máy chủ không có một giao diện đồ họa thân thiện với người dùng (GUI - Graphical User Interface) vì nó không cần thiết và các nguồn tài nguyên tiêu thụ có thể được phân bổ ở những nơi khác. Tương tự như vậy, giao diện âm thanh và cổng USB có thể được bỏ qua.
Các máy chủ thường chạy trong thời gian dài mà không bị gián đoạn và tính sẵn sàng thường phải rất cao, do vậy độ tin cậy phần cứng và độ bền cực kỳ quan trọng, do vậy khi chọn server ta thường hướng tới những dòng có thương hiệu và uy tín. Mặc dù các máy chủ có thể được xây dựng từ các bộ phận của máy tính, máy chủ doanh nghiệp có nhiệm vụ quan trọng là sử dụng phần cứng chuyên dụng với tỷ lệ downtime thấp để tối đa hóa thời gian hoạt động, bởi vì thời gian ngừng dịch vụ ngắn có thể phát sinh chi phí nhiều hơn so với việc mua và lắp đặt hệ thống. Ví dụ, chỉ mất tới vài phút downtime ở các máy chủ ở thị trường chứng khoán cũng đủ làm nhũng đoạn thị trường trầm trọng. Các máy chủ có thể kết hợp nhanh hơn với ổ cứng dung lượng cao, ngoài ra máy chủ còn cần hệ thống làm mát và nguồn cung cấp điện liên tục để đảm bảo các máy chủ tiếp tục hoạt động trong trường hợp mất điện. Các thành phần này cung cấp hiệu suất cao hơn và độ tin cậy ở một mức giá tương ứng cao hơn. Phần cứng dự phòng cài đặt nhiều hơn như nguồn cung cấp điện và ổ cứng sắp xếp để nếu có bị fail máy chủ sẽ tự động sẵn sàng là những thành phần được sử dụng rộng rãi. Thiết bị bộ nhớ có ECC (Error-correcting code thường thấy là RAM ECC) phát hiện và sửa lỗi được sử dụng, bộ nhớ không ECC có nhiều khả năng gây ra tham nhũng dữ liệu.
Để tăng độ tin cậy, hầu hết các máy chủ sử dụng bộ nhớ với việc phát hiện lỗi và sửa chữa, có đĩa dự phòng, nguồn điện dự phòng và như thế các thành phần này cũng có thể thay thế thường xuyên, cho phép kỹ thuật viên thay thế chúng trên các máy chủ đang chạy mà không cần tắt nó xuống. Để tránh bị nóng quá, các máy chủ thường có cần có quạt mạnh mẽ hơn, hoặc hệ thống làm mát chuyên dụng hơn. Các máy chủ thường được quản lý bởi các quản trị viên hệ thống có trình độ, hệ điều hành của họ cũng là điều chỉnh hơn cho sự ổn định và hiệu quả hơn cho người sử dụng thân thiện và dễ sử dụng, hệ điều hành Linux được sử dụng nhiều hơn nhiều so với máy tính để bàn.
Máy chủ cần một nguồn cung cấp điện ổn định, truy cập Internet tốt, tăng cường an ninh và cũng ồn ào, cho nên bình thường để lưu trữ chúng thường phải tạo ra các trung tâm máy chủ chuyên dụng hoặc các phòng đặc biệt (DC - Datacenter ví dụ: Trung tâm dữ liệu của FPT tại Duy Tân, Cầu Giấy). Điều này đòi hỏi việc giảm tiêu thụ năng lượng, như năng lượng thêm được sử dụng tạo ra nhiệt nhiều hơn do đó làm cho nhiệt độ trong phòng vượt quá giới hạn cho phép, vì vậy bình thường, các phòng máy chủ được trang bị các thiết bị điều hòa không khí. Do vậy việc lưu trữ máy chủ tại văn phòng hay các server room không đủ tiêu chuẩn là điều kiện cực kỳ tồi cho việc vận hành một hệ thống. Máy chủ vỏ thường bằng phẳng và rộng (thường được đo bằng "U"), phù hợp với nhiều thiết bị lưu trữ bên cạnh nhau trong một tủ RACK. Không giống như các máy tính thông thường, các máy chủ thường có thể được cấu hình, chạy lên và xuống hoặc khởi động lại từ xa, sử dụng quản lý out-of-band, thường dựa trên IPMI (The Intelligent Platform Management Interface - giao diện quản lý nền tảng thông minh).
Nhiều máy chủ mất khá nhiều thời gian cho phần cứng để khởi động và nạp hệ điều hành. Các máy chủ thường làm kiểm tra bộ nhớ trước khi khởi động và khởi động các dịch vụ quản lý từ xa. Các bộ điều khiển ổ đĩa cứng sau đó khởi động các ổ đĩa liên tục, chứ không phải tất cả cùng một lúc, để không làm quá tải nguồn điện với sự khởi động nâng dần, và sau đó chúng bắt đầu chạy tới hệ thống RAID yêu cầu kiểm tra đối với hoạt động chính xác của thiết bị dự phòng. Nó có thể mất nhiều thời gian so với máy tính chỉ mất vài phút để khởi động, nhưng nó có thể không cần phải khởi động lại trong nhiều tháng hoặc nhiều năm.
