El Atmega48 tiene 32 registros de 8 bits. Algunas instrucciones sólo operan en un subconjunto de estos registros. La concatenación de los 32 registros de entrada/salida y la memoria de datos conforman un espacio de direcciones unificado, al cual se accede a través de operaciones de carga/almacenamiento. A diferencia de los microcontroladores PIC, el stack se ubica en este espacio de memoria unificado, y no está limitado a un tamaño fijo. 
ATmega48PA logra rendimientos cercanos a 1 MIPS por MHz, lo que permite al diseño del sistema optimizar el consumo de energía en comparación con la velocidad de procesamiento.​