Xbox Series X主機的外形相當獨特，在接受外媒採訪時，微軟的設計師也談及了做出這些設計的緣由。
微軟設計師Chris Kujawski向Eurogamer旗下的“數毛社”Digital Foudary談及了XSX主機的外形設計問題，他表示在外形尺寸的設計方面，XSX的光驅和散熱器分別決定了長/寬，散熱氣流決定了XSX的高度。“通過這種有些複雜的協調過程（弄清這些內容物該如何組合在一起），我們最終選擇了立方體的外形。”Kujawski如是說。
在本次訪談中，Kujawski也提到了XSX主機表面標誌性的“孔洞”的設計思路：“我們決定專注於產品的標誌性蓋面上。首先，我們加深了深度，讓每個孔隙都有一釐米左右深。然後我們再對這個面進行雕琢。當你逐漸接近XSX的表面時，你會發現它的樣子會有點變化——當你抬高/降低實現，你會看到其中更多/少的東西。然後，我們通過在下面加上綠色的層使其放大，另外這個表面（不同區域）的深度也是不同的——中間區域厚，邊緣區域薄。”
XSX的機能非常強大，因此它的散熱系統也必須足夠可靠，根據Xbox硬件機械工程總監Jim Wahl的說法，XSX經過精心設計，散熱風量比上世代主機多70%，在此情況下設計師們也希望讓其保持安靜。
據Wahl所言，設計師們研究了多種排氣方式，最終發現單軸流風扇是最安靜、最高效的。Wahl表示，由於通風口和風扇方面的設計“與上世代相比（XSX）多了70%的氣流。光是通過散熱器獲得的氣流就比我們上世代的設備多了20%。”
電氣工程總監Andres Hernandez補充說，XSX運用了散熱板為GDDR6內存和穩壓電源進行散熱，這也為XSX的散熱帶來了更多保障。
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