Grafični čip je zasnoval ATI (v predhodniku Xbox je bil nVidiin) in je sorodnik čipa R600, ki bo to pomlad prišel na trg v obliki nove serije Atijevih grafičnih kartic X2900. GPU sestavljata v bistvu dve ločeni rezini silicija, ena je procesna enota, drugo pa pomnilniška, oboje teče sinhrono na 500 MHz. Izjemna prepustnost vodil med enotama ‐ 256 GB/s ‐ omogoča napredne učinke in, denimo, 4x glajenje robov, ne da bi se to pretirano poznalo pri opravljanju drugih nalog. V tem delu, zmogljivostih grafičnega čipa, naj bi Xbox 360 po mnenju poznavalcev prekašal PS3.