STM32G0系列实现了更高性能，为保障开发人员的易用性，在基于Arm Cortex-M0 +内核上，运行主频由原来STM32F0系列的48MHz提升至64MHz，CoreMark测试成绩超142分。灵活配置的DMA控制器，通道数量多达12个。
STM32G0系列的能效非常高，运行模式功耗低于100μA/ MHz，并提供多种低功耗模式，以节省电能，延长电池续航时间。当实时时钟(RTC)运行时，停止模式功耗仅为3-8μA，待机功耗仅为500nA(两者都是在3.0V、25°C条件下)。
为提高性能、速度和精度，外围设备也进行了升级改进。新系列集成一个12位2.5MSPS的ADC(利用硬件过采样可将精度提高到16位)、一个2通道DAC、快速比较器和7.8ns分辨率的高精度定时器。
STM32G0系列通过支持更薄的封装，加上良好的性能与出色的能耗控制，同时还能节约大量BOM成本，可以应用于消费类电子产品、智能工业、智能家居等领域。
应用于消费电子产品中，纤薄小巧的体积可以为产品腾出更多设计空间，并对USB type-C Power Delivery 3.0、USB FS 2.0 dev/host(无需外部晶振)提供支持。可全面适用于智能手机、物联网设备、可充电连接设备、无人机及玩具。STM32G0系列的125°C高工作温度，为在照明、工业设备、电机控制、智能家居上的应用提供了先决条件。
为了保障设备的安全性，意法半导体还在STM32G0系列引入了各种基于硬件的安全特性，包括支持安全启动的存储器保护机制。为辅助密码加密功能，该系列中的部分产品在这些安全功能的基础上增加了带有硬件随机数生成器(TRNG)的AES-256硬件加密加速器。
