Come prima cosa bisogna fare un plauso ai grafici ed ai creativi Bethesda, capaci di tratteggiare un mondo di una brutale bellezza, permeato da un perverso fascino. L'ex capitale degli Stati Uniti (per i meno “informati” l'ambientazione di gioco è quel che rimane di Washington D.C.), ora chiamata Vault 101, è stata rappresentata con uno stile unico, cupo e molto evocativo. Tra i grigi detriti emergono qua e la gli edifici maggiormente rappresentativi della città, come l'obelisco (il Washington Monument) o la stessa Casa Bianca ridotti allo spettro della gloria ed imponenza passata. L'inserimento di edifici e monumenti realmente esistenti serve ad evocare un paesaggio verosimile capace di rendere tutto ancora più angosciante e spaventoso, in quanto ciò che viene tratteggiato è un possibile futuro dell'umanità, con i suoi orrori e le sue perversioni.
Una delle cose più stupefacenti che emergono è che il motore grafico è lo stesso utilizzato dal precedente lavoro Bethesda, The Elder Scroll IV: Oblivion. Occorre comunque sottolineare come esso sia stato completamente rivisitato, con molte routine grafiche riscritte da zero, ed ora capace di lasciare letteralmente a bocca aperta, con paesaggi ampissimi, nuove animazioni facciali ed un cospicuo aumento dei poligoni gestiti. Assieme al motore grafico Fallout ha ereditato da Oblivion l'impostazione in prima persona, in grado di rendere ancora più vive e suggestive le ambientazioni attraversate. È disponibile anche una visuale alternativa, ma questa volta al posto della discussa (e discutibilissima) visuale in terza persona di Elder Scroll IV è stata implementata una pratica telecamera molto simile a quella utilizzata in Resident Evil 4.
I combattimenti non saranno più a turni, ma in tempo reale. L'arsenale a disposizione del giocatore sarà composto principalmente da armi da fuoco e, ad una prima occhiata, le fasi d'azione potranno sembrare prese di peso da un normale Fps. Il sistema messo a punto da Bathesda promette invece di rivoluzionare entrambi i generi (Gdr e Fps). Durante i combattimenti, la pressione del tasto Rb farà fermare l'azione e farà comparire una schermata nella quale l'avversario verrà visualizzato diviso in diverse sezioni, ognuna corrispondente ad una specifica parte del corpo. Ognuna di queste parti sarà accompagnata da una percentuale e starà a noi decidere quali colpire e in che sequenza. Le probabilità di successo del colpo saranno determinate dalle statistiche e dalle abilità del proprio personaggio, oltre che dal livello e dall'abilità del nemico. Questo nuovo sistema permetterà di rivoluzionare le tattiche di gestione degli scontri, in quanto, di volta in volta, si potrà decidere se cercare di rallentare il nemico sparandogli alle gambe o di renderlo inoffensivo sparandogli alle braccia o addirittura di puntare direttamente al bersaglio cercando uno headshot. Le potenzialità emergeranno non tanto nello scontro singolo, quanto nelle situazioni di maggior caos dove si potranno imbastire tattiche diverse per poter avere la meglio sul gruppo avversario, pianificando attentamente, in base alla propria arma e alle proprie skill, chi colpire per primo, chi rallentare o chi disarmare.
Un'altra caratteristica promessa è quella di realizzare una trama e degli incarichi il meno lineari possibile, cercando di ideare sempre almeno due alternative per risolvere i problemi ed avanzare con la trama. Nonostante manchino ancora molti mesi alla presentazione ufficiale, anche queste caratteristiche sono già ben definite ed implementate nella demo mostrata durante l'E3 2007.