Har qanday qoʻllab-quvvatlanadigan dasturlash tilida yozilgan.NET Framework dasturi birinchi navbatda kompilyator tomonidan.NET Common Intermediate Language (CIL) (ilgari Microsoft Intermediate Language, MSIL) bayt-kodiga tarjima qilinadi. .NET nuqtayi nazaridan, bu yigʻish (assembly) deb hisoblanadi. Keyin kod Common Language Runtime (CLR) virtual mashinasi tomonidan bajariladi yoki NGen.exe tomonidan maʼlum maqsadli protsessor uchun bajariladigan kodga tarjima qilinadi.

Virtual mashina (VM)dan foydalanish afzalroq, chunki u ishlab chiquvchilarni apparatning oʻziga xos xususiyatlari haqida tashvishlanishdan xalos qiladi. CLR virtual mashinasidan foydalanilganda, oʻrnatilgan JIT-kompilyator “shu ondayoq” (just in time) oraliq baytkodni kerakli protsessorning mashina kodlariga aylantiradi. Dinamik kompilyatsiya qilishning zamonaviy texnologiyasi yuqori darajadagi ishlashga erishishga imkon beradi. CLR VM shuningdek, asosiy xavfsizlik, xotira boshqaruvi va istisnolar bilan shugʻullanadi, bu esa ishlab chiquvchiga ishning bir qismini tejaydi.

.NET Framework arxitekturasi Microsoft tomonidan ishlab chiqilgan va ISO va ECMA tomonidan tasdiqlangan Common Language Infrastructure (CLI) spetsifikatsiyasida tavsiflangan va ishlab chiqilgan. CLI.NET maʼlumotlar turlarini, dastur tuzilmasi metamaʼlumotlar formatini, bayt kodini bajarish tizimini va boshqalarni tavsiflaydi.

Barcha qoʻllab-quvvatlanadigan dasturlash tillari uchun mavjud boʻlgan.NET obyekt sinflari Framework Class Library (FCL)da mavjud. FCL tarkibiga Windows Forms, ADO.NET, ASP.NET, Language Integrated Query, Windows Presentation Foundation, Windows Communication Foundation va boshqalar kiradi. FCLʼning yadrosi asosiy sinf kutubxonasi (BCL) deb ataladi.