由于 .NET Core 的开发目标是跨平台的 .NET 平台，因此 .NET Core 会包含 .NET Framework 的类库，但与 .NET Framework 不同的是 .NET Core 采用包化 (Packages) 的管理方式，应用程序只需要获取需要的组件即可，与 .NET Framework 大包式安装的作法截然不同，同时各包亦有独立的版本线 (Version line)，不再硬性要求应用程序跟随主线版本。
核心功能
.NET Core 是由许多项目所组成，除了基本的
类库(Core FX) 之外，也包含采用 RyuJIT 编译的运行平台 Core CLR、编译器平台.NET Compiler Platform、采用 AOT 编译技术运行最优化的包 Core RT (.NET Core Runtime)，以及跨平台的 MSIL 编译器 LLILC (LLVM-based MSIL Compiler) 等项目。
同时，微软也发展了一个建置技术文件的平台docfx，并运用于 .NET Core 的文件网站。
RyuJIT
RyuJIT 是微软发展的新式即地编译器 (Just-in-Time Compiler)，用以替换现有的 .NET Framework 的 JIT 以及 JIT64 即地编译器，依据微软公布的测试报告，RyuJIT 的性能较前一代的 JIT 提升约 25%，并支持
SIMD(Single Instruction, Multiple Data) 的技术。RyuJIT 同时应用于 .NET Framework 4.6 以及 .NET Core
。Core CLR
Core CLR 移植 .NET Framework 的 CLR 的功能，包含核心程序库 mscorlib、JIT 编译器、垃圾收集器 (GC) 以及其他运行 MSIL 所需要的运行期环境。
Core RT
Core RT 是以AOT (Ahead-of-time) 编译方式为主的核心功能，在 .NET Core 内称为 Core RT，在 UWP 则是称为 .NET Native。
Core RT 会在建造时期 (非运行期) 在编译时将 MSIL 转换成平台本地的机器码，以获取较短的引导时间 (JIT 采用的是运行时期编译，使得引导时间拉长)，以及内存用量减少的优点。Core RT 会在不同的平台使用不同的 AOT 技术：
LLILC
LLILC (LLVM-based MSILCompiler，英文发音为 "lilac") 是 .NET Core 在非 Windows 平台的 MSIL 编译器
[5] ，基于 ECMA-335 (Common Language Infrastructure) 的标准将 MSIL 编译成原生码运行，适用于可运行 LLVM 的操作系统，例如 Mac OSX 与 Linux 操作系统。LLILC 同时支持 JIT (内含 RyuJIT 的实现) 以及 AOT (未来将开始支持) 的编译方式。
Roslyn
.NET Compiler Platform (项目代码为 Roslyn) 是将 .NET 平台的编译架构标准化的平台，它可提供程序管理工具 (如集成开发环境) 相当多的情报，用以发展有助于编写程序与管理程序结构所需要的功能，例如类型信息、语法结构、参考链接、语义、编译器、自动化、错误回报等等功能，只要是遵循 CLI 标准的编程语言，都可以利用 .NET Compiler Platform 实现出编译器，让程序管理工具能实现如语法提示、语法自动完成、关键字高亮等可视化能力。
.NET Compiler Platform 可同时支持 .NET Framework 4.6 以上版本，.NET Core 也原生支持。
包管理
主条目：ASP.NET Core §项目系统
.NET Core 的类库采用 NuGet 包化的架构，应用程序只需要使用 project.json 的 dependencies 区块加入指定包版本的参考，就能获得该包的功能，与以往 .NET Framework 大包式的提供方法完全不同。.NET Core 团队宣布己经有 98% 的 .NET Framework 主要类库移转到 .NET Core 平台。
例如下列 project.json 内容，可直接加入 .NET Standard Library (v1.0.0-rc2-23901) 的参考。
{
"version": "1.0.0-*",
"compilationOptions": {
"emitEntryPoint": true
},
"dependencies": {
"NETStandard.Library": "1.0.0-rc2-23901"
},
"frameworks": {
"netstandardapp1.5": {
"imports": "dnxcore50"
}
}
}
.NET Standard Library 是一个总括型的 NuGet Package，其内包含了这些类库包：
-
Microsoft.DotNet.CoreHost
-
NETStandard.Platform
-
System.Collections.Concurrent
-
System.Linq
-
System.Runtime.Numerics
-
System.Text.RegularExpressions
其中的 NETStandard.Platform 也是一个总括型包，包含了下列类库包：
-
Microsoft.NETCore.Platforms
-
Microsoft.NETCore.Runtime
-
Microsoft.Win32.Primitives
-
System.AppContext
-
System.Collections
-
System.Diagnostics.Debug
-
System.Diagnostics.Tools
-
System.Diagnostics.Tracing
-
System.Globalization
-
System.Globalization.Calendars
-
System.IO
-
System.IO.FileSystem
-
System.IO.FileSystem.Primitives
-
System.Net.Primitives
-
System.Net.Sockets
-
System.Reflection
-
System.Reflection.Extensions
-
System.Reflection.Primitives
-
System.Reflection.TypeExtensions
-
System.Runtime
-
System.Runtime.Extensions
-
System.Runtime.Handles
-
System.Runtime.InteropServices
-
System.Runtime.InteropServices.RuntimeInformation
-
System.Text.Encoding
-
System.Text.Encoding.Extensions
-
System.Threading
-
System.Threading.Tasks
-
System.Threading.Timer
开发人员只需要使用 NETStandard.Library 就能加入所有必要的 .NET Core 类库参考，但若不需要这么多组件，也可以只加入特定的包即可，不一定都要加入 NETStandard.Library。
应用程序类型
.NET Core 基于跨平台能力，并没有将与 GUI 高度相关的 API 移植到 .NET Core 内，因此像是
Windows Forms或是Windows Presentation Foundation(WPF) 并未移植到 .NET Core。.NET Core 支持控制台应用程序 (Console Application) 以及类库 (Class Library) 类型的项目。
不过微软在其Universal Windows Platform(UWP) 开发平台使用了 .NET Core，并且利用 .NET Native 技术将其性能提升至十分接近原生码的速度。
ASP.NET Core 则以控制台应用程序驱动其托管环境 Kestrel Server 以支持 ASP.NET Core 程序的运行。
.NET CLI
.NET CLI (Command-Line Interface) 指令列工具是 .NET Core 处理建造、运行与编辑工作的主要工具
[8] ，有几个主要的动作：
| 指令 | 帮助 |
|---|
| dotnet new |
产生新的基本 .NET 项目内容 (包含 project.json、Program.cs 以及 NuGet.config) |
| dotnet restore |
还原所参考的 NuGet 包 |
| dotnet build |
建造 .NET 项目 |
| dotnet publish |
产生可发行的 .NET 项目 (包含所属的 Runtime) |
| dotnet run |
编译与立即运行 .NET 项目 (较适用于 exe 型项目) |
| dotnet repl |
引导交互式的对话 |
| dotnet pack |
将项目的产出封装成 NuGet 包 |
关系
.NET Core 经常会拿来与其他平台做类比，尤其是它的源头 .NET Framework 以及另一个相似性质的开源平台 Mono。
.NET Framework
据微软的帮助，.NET Core 和 .NET Framework 是子集 (Subset) 与超集 (Superset) 的关系，.NET Core 将会实现出部分的 .NET Framework 功能 (基本上是不含用户界面的部分)，例如 JIT (.NET Core 采用 RyuJIT)、垃圾收集器 (GC) 以及类型 (包含基本类型以及泛型类型等)。未来 .NET Framework 和 .NET Core 也将会是各自发展，但它们也会同时使用彼此的功能，例如 .NET Compiler Platform 与 RyuJIT 等技术。
Mono
Mono 是另一个已发展许久的 .NET Framework 跨平台开源版本，基本上并不隶属微软官方，而是由社区的力量所主导，自成一个生态系统，也开发出了像
Xamarin这样的跨平台.NET移动应用，.NET Core 与 Mono 未来会是合作的关系，Mono 仍会维持社区力量的维护与发展，而 .NET Core 则会以官方角度来进行发展，两边也会一起进行彼此功能上的增进
。与 ASP.NET Core 的关系
.NET Core 与 ASP.NET Core 的关系其实一开始并不是主从关系，ASP.NET Core 的开发初期 (ASP.NET 5) .NET Core 还没有开始起跑，因此 ASP.NET Core 当时有自己的运行期与工具，一开始称为 Project K，后来改为 DNX (.NET Execution Environment)，DNX 本身就具有可独立运作的运行能力，不需要依赖 .NET Core 运行，但是这样会变成 .NET Core 和 ASP.NET Core 双头马车的现象，在 .NET Core 逐渐成熟之后，微软也决定要将这两个各自独立发展的产品线集成在一起，DNX 也将因改用 .NET Core 运行期而终止开发，DNX 的功能将由 .NET Core 以及旗下的 .NET CLI 接替提供，集成后的版本将在 1.0 RC2 时发布。
支持操作系统
.NET Core 的 1.0 版本将支持下列操作系统：
