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toioは「toio コンソール」と、モーター内蔵で動き回ることのできる「toio コア キューブ」が2台。そして、それぞれのキューブの動きを制御する2台のコントローラー「toio リング」により構成されます。別売りのtoio専用タイトル(以降タイトル)に付属するあそび プログラムが格納された「toio カートリッジ」と専用のマットを組み合わせて使用します。
「toio コア キューブ」（以降ロボット）は、 32㎜幅のシンプルなロボットです。好きなおもちゃやブロック、工作などをのせて、思いのままに変身できます。各タイトルのルールやシナリオに沿って、様々な動きやあそび方を楽しむことができます。
ロボットは、専用マットの上で瞬時に自分の位置を知ることができます。2台のロボットが互いの位置を正確に把握することで、対戦や協調動作などインタラクティブなあそびを実現します。この絶対位置を検出するセンサーに加え、姿勢検出、高性能モーターなど、先端テクノロジーが搭載されています。
「toio リング」を接続し、タイトルに付属する「toio カートリッジ」を差し替えることで、様々なあそびを楽しむことができます。ディスプレイで様々な機能を設定したり情報表示を行うほか、音楽の再生、キューブの充電などを行います。プレイ中は様々なあそびをガイドします。