STM32 Nucleoボードは、Arduino向けに開発された多様な拡張ボード「シールド」と接続互換性を持ち、マイコンに内蔵されている全てのペリフェラルへのアクセスを実現するST Morpho拡張ヘッダも提供する。業界横断のプロジェクトで無償ツールや基礎的なハードウェアなどを提供している「ARM mbed」も使用できる。

ボード上に用意されたArduinoヘッダにより、広範なArduinoエコシステムのシールドを利用できるため、開発者は特別な機能を迅速かつ簡単に追加することができる。また、STMではBluetooth LE、Wi-Fi、GPS、録音、近接センシング、およびワイヤレス制御などの機能をサポートする独自の専用シールドを提供する。

STM32 Nucleoは、STM32ファミリ向けの完全なサポートを用意しており、各試作段階においてハードウェアとソフトウェアの両方を素早く微調整できるという。