Die AMD Threadripper PRO Serie enthält die leistungsstärksten AMD Prozessoren für den geschäftlichen Bereich und wird überwiegend in Workstations eingesetzt. Die Prozessoren sind nur für den Desktop-Bereich erhältlich. Technisch haben die AMD Threadripper PRO Prozessoren eine Ähnlichkeit zu AMDs Serverprozessoren der EPYC Serie, allerdings ist das Speicherinterface gegenüber den Serverprozessoren halbiert worden. Die AMD Threadripper PRO CPUs unterstützen doppelt so viele Speicherkanäle wie die normalen AMD Threadripper Modelle (8 Speicherkanäle) und können eine maximale Menge von 2 TB an Arbeitsspeicher ansprechen. Maximal wird Arbeitsspeicher vom Typ DDR4-3200 unterstützt, die maximale Bandbreite bei der Nutzung von allen acht Speicherkanälen liegt bei über 204 GB/s und ist damit ca. vier Mal so hoch wie bei den aktuellen AMD Ryzen Prozessoren.
Auch bei der Schnittstellenunterstützung sind die AMD Threadripper PRO Prozessoren besser aufgestellt als die AMD Ryzen CPUs, die für den Mainstream Bereich entwickelt worden sind. AMDs Threadripper CPUs unterstützen bis zu 128 PCIe 4.0 Leitungen (normale AMD Threadripper CPUs unterstützen maximal 72 PCIe-Leitungen) und können so mehrere Grafikkarten und schnelle M.2 SSDs mit maximaler Bandbreite an das System anbinden.
Obwohl die Kernarchitektur der AMD Threadripper PRO Prozessoren auf denen der AMD Ryzen Prozessoren basiert, werden hier bis zu 4 interne Chips vereint (bei AMD Ryzen 9 maximal 2). So sind aktuell im Maximum bis zu 64 CPU-Kerne und 128 gleichzeitige Threads in den AMD Threadripper PRO Prozessoren möglich. Die Taktfrequenz liegt aufgrund der vielen CPU-Kerne bei maximal 4,55 GHz (Einkern-Turbo) und damit etwas niedriger als bei den schnellsten AMD Ryzen 9 Prozessoren, die mit bis zu 4,9 GHz takten.
Aufgrund der vielen CPU-Kerne benötigen die AMD Threadripper PRO CPUs auch recht viel Energie. Bis zu 280 Watt TDP sind möglich, die Prozessoren werden über den Sockel TRX4 mit der notwendigen Energie versorgt. Die 64-Kern CPUs können dabei auf bis zu 256 MB Level 3 Cache zurückgreifen. Über eine interne Grafik verfügen die AMD Threadripper PRO Prozessoren nicht. Ebenso gibt es keine Mobilprozessoren der Serie.