Un kernel geometrico (nucleo) basato su OpenCasCade permette operazioni complesse su profili di varia natura, anche molto articolati. È presente il supporto nativo al BREP, alle curve e alle superfici NURBS, una vasta gamma di entità geometriche, di operazioni booleane e raccordi, e il supporto interno per i file STEP e IGES.
Un modellatore interamente parametrico. Tutti gli oggetti di FreeCAD sono nativamente parametrici, il che significa che la loro forma può essere basata sulle proprietà o anche dipendere da altri oggetti. Tutte le modifiche possono essere ricalcolate a richiesta, e registrate dall'albero delle operazioni annulla o ripeti. Possono essere aggiunti facilmente nuovi tipi di oggetti, e possono anche essere completamente programmati in Python.
Una architettura modulare permette di estendere le funzioni del programma attraverso l'utilizzo dei plugins. Un'estensione può essere complessa, come un'intera nuova applicazione programmata in C++ o essere semplice, come uno script Python o una macro auto-registrata. Attraverso l'utilizzo della riga di comando integrata nella GUI, è possibile accedere praticamente a tutte le funzionalità del software per mezzo di semplici comandi Python. Si possono creare e/o modificare oggetti geometrici, interagire con l'ambiente di lavoro o addirittura personalizzare l'interfaccia grafica del programma.
È possibile importare ed esportare molti dei formati standard di rappresentazione 3D, come ad esempio: STEP, IGES, OBJ, STL, DXF, SVG, DAE, IFC oppure OFF, NASTRAN, VRML, oltre al formato nativo di FreeCAD FCStd. Il livello di compatibilità tra FreeCAD e un formato di file specifico è variabile, dipende dal modulo che lo implementa.
Un ambiente di sketch dotato di strumenti per disegnare sagome in 2D vincolate. Questa funzionalità permette di vincolare in diversi modi le geometrie tracciate e poi di utilizzarle come base per la costruzione delle forme 3D.
Un nuovo modulo comodo per creare fogli di disegno tradizionali con opzioni per viste di dettaglo, sezioni trasversali, quotatura e altre, che consente di inserire delle viste 2D dei modelli 3D su un foglio. Questo modulo produce quindi fogli SVG o PDF pronti per l'esportazione.
Un modulo Path dedicato alle lavorazioni meccaniche e al Computer Aided Manufacturing (CAM). Il modulo path è in grado di produrre, visualizzare e modificare il Codice G utilizzato per controllare la macchina di destinazione.
