ATMEGA64A-AU提供以下功能:64千字节的系统内可编程Flash与ReadWhile-写能力，2千字节EEPROM, 4千字节SRAM, 53个通用I/O行，32个通用工作寄存器，实时计数器(RTC)，个灵活的计时器/计数器与比较模式和PWM，两个usart，一个字节导向的两线串行接口，一个8通道，10位ADC与可选带可编程增益的差分输入级，带内部振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串口，符合IEEE std. 1149.1标准的JTAG测试接口，也用于访问芯片上系统调试和编程，并有六种软件可选的节电模式。空闲模式停止允许SRAM、定时器/计数器、SPI端口和中断系统继续运行的CPU功能。关机模式保存寄存器内容，但冻结振荡器，禁用所有其他芯片功能直到下一次中断或硬件复位。在省电模式，异步timer继续运行，允许用户在设备的其余部分处于睡眠状态时维护定时器基数。
ATMEGA64A-AU芯片ADC降噪模式停止CPU和所有I/O模块，异步定时器和在ADC转换期间，将开关噪声降至最低。在待机模式下，晶体/谐振器振荡器在运行，而设备的其余部分都在睡觉。这允许非常快的启动结合低功耗。在扩展待机模式下，主振荡器和异步定时器同时工作继续运行
ATMEGA64A-AU是一个高度复杂的微控制器，其中I/O位置的数量取代了在AVR指令集中保留的64个I/O位置在ATmega103中存在的所有I/O位置在ATmega64A中具有相同的位置。大多数从0x60到0xFF的扩展I/O空间中添加了额外的I/O位置(即，在内部RAM空间)。可以使用LD/LDS/LDD和只使用ST/STS/STD说明书，不使用IN和OUT说明书。内部RAM的重新定位对于ATmega103用户来说，空间可能仍然是个问题。此外，中断向量的数量增加也可能导致中断如果代码使用绝对地址，则会出现问题。为了解决这些问题，一个ATmega103的兼容性可通过对熔断器M103C编程来选择模式。在此模式下，函数中没有一个函数使用了扩展的I/O空间，因此内部RAM位于ATmega103中。
