STM32G4は、Arm Cortex-M4プロセッサ（170MHz）と、浮動小数点ユニットおよびDSP拡張機能を搭載。さまざまな機能にCORDIC関数とフィルタリング関数を使用してアプリケーション処理を高速化している。

生活家電やエアコンの省電力モーター制御に使用されている三角関数などの計算の高速化および、信号処理やデジタル電源制御におけるフィルタリングに特化したアクセラレータによって、汎用CPUより、高速かつ高効率に演算を実行することができるという。

この他、CPUの負荷軽減および開発の簡略化のための機能を内蔵した高分解能の電力変換タイマーや、高性能アナログペリフェラルおよびコンバーター、外部イベントへの応答時間を短縮する超高速通信機能を搭載した。また、Power Deliveryに対応したUSB-Cインターフェースを内蔵しており、最大100Wの高速充電／給電アプリケーションにも対応する。

さらに、秘匿用ストレージとセキュリティ保護されたファームウェア更新用の拡張可能メモリー領域、アタックサーフェス（攻撃可能な領域）を削減するためのプログラミング後のデバッグアクセスポートの遮断、最新のAES-256暗号化エンジンなどに対応するなど、サイバーセキュリティ対応も強化された。

152品種のラインナップの内、現在100種類以上がすでに入手可能で、STM32G431K6U6（内蔵Flashメモリー32KB、パッケージ32ピンQFN）の単価が、約1.68ドル（大量購入時）となっている。