Rozwiązania techniczne W swojej finalnej specyfikacji (październik 1949) Mark I gromadził dane w jednej 40-bitowej liczbie (akumulator) lub dwóch 20-bitowych rejestrach instrukcji, i miał dwa 20-bitowe rejestry modyfikacji adresów, nazywane B-lines, które mogły funkcjonować zarówno jako rejestry indeksowe, jak i tzw. rejestry adresu bazowego. Jest to najwcześniejsza znana implementacja takich rejestrów - ważna innowacja w architekturze komputerowej, nieznana w innych konstrukcjach aż do pojawienia się komputerów drugiej generacji (w okresie 1955–1964).
Mark I mógł wykonywać 40-bitową arytmetykę szeregową ze sprzętowym wspomaganiem instrukcji dodawania, odejmowania, mnożenia i operacji logicznych. Używał jednoadresowego kodu rozkazu z 13 kodami funkcji. Standardowy czas wykonania instrukcji wynosił 1,8 milisekundy, ale mnożenie było znacznie wolniejsze.
Jako pamięci Mark I używał dwóch lamp obrazowych Williamsa, każda mieszcząca 64 rzędy po 40 punktów, w sumie 128 słów. 64 słowa były uważane za pojedynczą stronę, zatem system mieścił 4 strony. Oprócz lamp używano dwóch bębnów magnetycznych, które mogły pomieścić po 64 strony.