Пристрої STM32F302x6/8 базуються на високопродуктивному 32-бітному RISC-ядрі ARM® Cortex®-M4, яке працює на частоті до 72 МГц та має вбудований процесор FPU. Лінійка продуктів включає високошвидкісну вбудовану пам'ять (до 64 Кбайт флеш-пам'яті та 16 Кбайт SRAM) та широкий спектр розширених пристроїв введення/виведення та периферійних пристроїв, підключених до двох шин APB.
Пристрої пропонують високошвидкісний 12-бітний АЦП (5 Msps), три компаратори, операційний підсилювач, до 18 ємнісних каналів дискретизації, канал ЦАП, малопотужний RTC, універсальний 32-бітний таймер, таймер для керування двигуном та до трьох універсальних 16-бітних таймерів для керування ЦАП.
Вони також оснащені трьома I2C, до трьох USART, до двох SPI з мультиплексованим повнодуплексним I2S, пристроєм USB FS, CAN та інфрачервоним передавач.
Пристрої STM32F302x6/8 працюють у діапазоні температур від -40 до +85°C з напругою живлення від 2,0 до 3,6 В. Різні режими енергозбереження дозволяють розробляти низькоенергетичні програми. Набір периферійних пристроїв, що входять до комплекту, залежить від обраного пристрою.