PS5 的主机板分为正面的“A 面”与背面的“B 面”。其中 A 面配置有系统处理芯片、SSD 控制芯片与快闪存储器芯片，B 面配置有系统内存芯片、快闪存储器芯片与直流转换电源供应回路。虽然热量主要来自 A 面的系统处理芯片，但 B 面的发热也达到 PS4 系统处理芯片等级，因此两面都配置有强力的散热系统。
PS5 主机板的“A 面”
PS5 主机板的“B 面”
液态金属 TIM
为了让 A 面的系统处理芯片的热量能更快速排出，PS5 导入了液态金属 TIM（热界面材料）※。虽然液态金属 TIM 存在已久，但有几个关键的问题需要克服。首先是液态金属会导电，如果渗漏出来会导致电路板短路故障，因此需要防止渗漏的设计。此外以镓合金为主的液态金属对铝有很强的浸润侵蚀性，而铝正是散热器最常见的材质。铜虽然比较能抵抗镓合金的侵蚀，但也无法完全避免。因此需要透过电镀的方式来保护。
※ 介于发热来源与散热系统之间、用来减少热量传递阻碍的材料，例如一般常见的硅质导热膏
PS5 在系统处理芯片上采用液态金属热界面材料
为了克服液态金属 TIM 应用在 PS5 量产上的问题，SIE 花费了 2 年的时间进行准备，并采用自家订制的配方。而之所以采用成本较高的液态金属 TIM，主要的着眼点在于降低散热系统的整体成本。虽然液态金属 TIM 的成本比一般硅质 TIM 来得高，但是却能更有效将热量导出，因此可以采用成本较低的散热器，降低散热系统的总成本。举例来说，假设某系统原本采用 10 日圆的 TIM 搭配 1000 日圆的散热器，现在换成 100 日圆的 TIM 搭配 500 日圆的散热器也能达成相同散热效果的话，则总成本就能从 1010 日圆降低至 600 日圆。
散热器
PS5 采用由 6 根导热管构成的大型散热器，所有导热管都汇集到与处理芯片接触的部分，将热量快速传导到所有散热鳍片上排出。与液态金属 TIM 接触的部分采用电镀处理以防止腐蚀。SIE 表示虽然只是采用一般的导热管，不过在散热鳍片形状与气流的设计上下了功夫，因此能达成与成本较高的均温板相同的散热效能。
PS5 采用由 6 根导热管构成的大型散热器
透过 6 根导热管将系统处理芯片的热传导到散热鳍片散出
散热器与液态金属 TIM 接触的部分采用电镀处理以防止腐蚀
主机板 B 面的散热则是整合在屏蔽电磁波的铝质金属板上，在直流转换电源供应回路、系统内存芯片、快闪存储器芯片上都涂有液态导热膏，还设置了附带导热管的散热器来强化直流转换电源供应回路的散热。
PS5 主机板 B 面透过铝质金属屏蔽板与热导管散热器来散热
直立 / 横放散热效能
SIE 表示 PS5 在直立摆设与横放摆设的散热效能并没有差别。虽然可能有人会认为因为有“烟囱效应 ※”因此直立摆设的散热效能会比较好，但在安装有主动排气的散热系统中，烟囱效应带来的影响只在误差范围内。SIE 除了透过计算机辅助工程（CAE）来协助各散热零件的设计之外，还会制作全透明的 PS5 主机模型，透过导入干冰烟雾来观察主机内部实际空气流动的状况，同时测量各部分的温度，借此来改良散热设计。
PS5 标准版主机配备吸入式 Ultra HD Blu-ray 光驱模组，采用金属外壳密闭封装，且与外壳底盘接触的部分配置有双层防震垫片，藉以减低运作时的震动与噪音。配备 350 瓦功率的电源供应器模组，外壳前后预留有通风口，可以让循着羊角螺线（Clothoid）轨迹流通的散热风扇气流进入进气口，再从主机后方排出。
