메가드라이브의 확장 슬롯을 활용해서 메가드라이브 아래에 연결하는 방식이다. 기본적으로는 PC엔진과 크게 다르지 않다.
초대 메가CD는 트레이 방식을 채용, 겉보기엔 멋있었지만 당시 트레이 방식 CD-ROM이 공통적으로 가지고 있던 고장 문제가 심각하게 대두되어 판매와 함께 불량에 시달려야 했다. 이 문제를 해결하기 위해서 메가드라이브2 발매 이후 메가드라이브2용으로 발매된 메가CD2는 탑로드 방식을 채택, PC엔진 CDROMROM과 비슷한 모양으로 변경되었다.
CD-ROM 포맷은 ISO9660 방식을 따르고 있기 때문에 독자적 기록 규격을 사용하는 PC엔진과 달리 PC에서도 파일을 읽을 수 있다는 장점이 있다. 또한 버퍼링을 위한 캐쉬램이 6Mbit이나 갖춰져 있어, 경쟁기종인 PC엔진에 비해서 로딩 시간이 좀 더 짧다는 강점도 가지고 있었다.
단순히 CD-ROM 드라이브만 붙어있는 기기가 아니라 독자적인 CPU와 PCM음원 추가, 배경그래픽 1면 추가, 하드웨어적인 스프라이트 확대, 축소, 회전 기능을 내장하는 등 메가드라이브의 스펙을 확장하려는 노력이 포함되어있다. 굳이 말하자면 PC엔진 슈퍼CD-ROMROM을 따라했다고 보는 편이 옳을 것이다. 그러나 아이러니하게도 제한적이었던 색상제한을 풀기위한 노력은 전혀 없어서, 메가드라이브와 동일한 기본 동시발색 64색인 상태. 세가는 무슨 생각을 한 것일지 궁금하다.
이러한 고성능을 활용해서 각종 PC게임의 이식이나, 동영상을 기반으로 하는 나이트 워치 등의 실사 영상물 괴게임들이 속출했다. 또한 이러한 성능을 적극 활용한
게임아츠의 실피드나 유미미믹스같은 게임은 경쟁 기종에서는 찾아보기 힘든 게임들.
그러나 아쉽게도 기기 가격이 지나치게 비쌌고, 소프트 가격도 당시 CD-ROM 소프트 가격의 전반적 가격이 너무 높았던 탓에 많은 흥행을 하지는 못했다. 무엇보다 이미 CD-ROM을 장착하여 어느정도 노하우가 쌓인 NEC와 허드슨을 상대하기엔 세가의 위치가 너무나 애매했다. 당시 CD-ROM으로 밖에 소프트를 낼 수 없다시피했던 PC엔진과 달리 메가드라이브가 건재한 상태에서 확장팩으로 나온 메가CD는 어디까지나 옵션에 가까운 것이어서 제작사들도 특별한 경우가 아니면 그냥 카트리지로 게임을 내는 경우가 많았고, 소프트확충이 되지 않으니 게임기가 더 팔리지 않는 악순환이 반복되어 말그대로 역사의 암흑속에 파뭍혀버렸다.
기계 성능을 생각하면 그냥 파뭍히기엔 너무나 안타까운 기기이지만, 영업 능력이 마이너스 급인 세가이기에 가능한 안타까운 일이었다.
