Komputery typu mainframe to bardzo duże komputery, które są zbudowane w celu wykonywania złożonych i krytycznych aplikacji. Zwykle są bardzo duże, zarówno pod względem wielkości fizycznej, jak i zdolności obliczeniowych, i mogą być jednymi z największych maszyn na planecie. Jednak biorąc pod uwagę ciągłe dążenie do większej mocy obliczeniowej w mniejszym opakowaniu fizycznym, wiele komputerów mainframe nie jest obecnie zbyt większych niż komputery stacjonarne.
Te duże komputery są zaprojektowane tak, aby działały z jak najmniejszą przerwą. Zawierają dużą liczbę funkcji samoobsługi, w tym wbudowane funkcje bezpieczeństwa i zapasowe źródła zasilania. Ponieważ komputery typu mainframe są zwykle najważniejszymi komputerami w arsenale obliczeniowym firmy, są one rutynowo chronione przez wiele warstw zabezpieczeń i zasilania awaryjnego, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych.
Wśród środków samoobrony powszechnie stosowanych w komputerach typu mainframe znajduje się ulepszony mechanizm ochrony przed ciepłem. Ponieważ komputery te działają przez cały dzień, każdego dnia, przez lata, naturalnie wytwarzają duże ilości ciepła, które należy wywietrzyć. Wentylatory występujące w komputerach mainframe są jednymi z najskuteczniejszych w branży.
Ponieważ komputery typu mainframe znajdują się na szczycie łańcucha pokarmowego systemu sieciowego, zwykle mają wszystko, co najlepsze i najbardziej aktualne, w tym procesory, dyski twarde, karty graficzne, karty sieciowe i połączenia peryferyjne. W przypadku takiego komputera, który ma być superszybki, supersmukły i super wydajny, prędkości odczytu i zapisu muszą być błyskawiczne. W rezultacie wiele z nich ma wiele procesorów.
Jedną z najważniejszych funkcji komputera mainframe jest możliwość hostowania aplikacji i jednoczesnej pracy z wieloma użytkownikami. Nie wszystkie komputery sobie z tym poradzą, więc komputery mainframe są bardzo ważne w projektowaniu elektroniki firmy, zwłaszcza w projektowaniu sieci. Bardzo często są one sercem sieci komputerowych.
W dzisiejszym, opartym na sieci WWW świecie na żądanie, komputery mainframe odgrywają jeszcze bardziej centralną rolę w zapewnianiu — i kontrolowaniu — dostępu do i z sieci. Liczba użytkowników, którzy mogą jednocześnie uzyskać dostęp do tego komputera, wydaje się być nieograniczona. Komputery mainframe w tym środowisku są również przeznaczone do obsługi aplikacji internetowych.
Na komputerach mainframe jednocześnie można uruchomić więcej niż jeden system operacyjny. Jest to przydatne, gdy firma prowadzi system oparty na sieci Web, którego użytkownikami są praktycy Mac OS, Linux i Windows XP. Pozwala to firmie uniknąć konieczności wykluczania użytkowników z powodu problemów z systemem operacyjnym.
Większe komputery mainframe nie zawsze są przyjazne dla użytkownika, chyba że użytkownik jest administratorem systemu. Te komputery są zaprojektowane tak, aby działały, a nie były dostępne dla zachcianek użytkowników. Jednak brak dostępności jest z nawiązką rekompensowany przez ich zwiększoną zdolność do działania w sytuacjach, które prawdopodobnie uniemożliwiłyby działanie innych systemów.