Sercem modułu jest chip ESP32-D0WDQ6, znany między innymi z modułu ESP-WROOM-32. W porównaniu do poprzednika moduł ESP32-WROVER rozbudowano o dodatkową, 32-megabitową pamięć RAM (PSRAM). Zatem w module mamy 4 MB pamięci SPI flash oraz 4 MB pamięci PSRAM. W przypadku modułu mamy dostępne dwa sposoby wykorzystania toru antenowego – antenę na PCB w postaci ścieżki oraz złącze IPEX za pomocą, którego mamy możliwość podłączenia anteny zewnętrznej. Wykorzystane w module dwurdzeniowy układ ESP32 ma możliwość elastycznego ustawienia częstotliwości taktowania zegara pomiędzy 80 a 240 MHz.
Użytkownik ma także możliwość odłączenia zasilania głównego procesora i pozostawienie w trybie pracy jedynie rdzenia low-power, który będzie monitorował peryferia pod kątem zmian lub przekroczeń wartości ustalonych parametrów. ESP-WROVER może być wykorzystany do rozwiązań zasilanych bateryjnie oraz noszonych na ciele. Na module można uruchomić system FreeRTOS z LwIP, dodatkowo ma wbudowaną akceleracje sprzętową oraz umożliwia bezpieczną (zaszyfrowaną) zdalną aktualizację oprogramowania (OTA).