System opiera się na kodzie NT z dodanym nowym interfejsem graficznym Luna zawierającym wiele nowości i usprawnień w stosunku do interfejsu użytego w poprzednich wersjach. Ponadto zawiera zintegrowaną zaporę sieciową. Zapora sieciowa obecna w Windows XP jest prostym filtrem pakietów, który jest domyślnie aktywny po zainstalowaniu systemu z dodatkiem Service Pack 2 lub nowszym (bez tego dodatku zapora jest aktywowana dopiero po skonfigurowaniu sieci).
System wyposażono w przeglądarkę Internet Explorer 6 lub Internet Explorer 7 w dodatku Service Pack 3 i odtwarzacz multimedialny Windows Media Player (wersja 8 w systemie bez dodatku Service Pack i z Service Pack 1 lub 9 z Service Pack 2 i Service Pack 3). Dodano także funkcję pulpitu zdalnego, dzięki któremu możliwa jest zdalna pomoc innemu użytkownikowi. Dodanie tych aplikacji do systemu pociągnęło za sobą dalsze oskarżenie w kierunku firmy Microsoft o praktyki monopolistyczne.
Kontrowersje i sprzeciwy obrońców prywatności budziło także zintegrowanie z systemem usługi .NET Passport.