Cocoa包含两个主要的Objective-C对象库，称为“框架”。框架的功能类似于动态库，即可以在运行时动态的载入应用程序的地址空间，但框架作为一个捆绑 (计算机)而非独立文件，其中除了可执行代码外，也包含了资源，头文件和文档。
“Foundation工具包”，或简称为“Foundation”，首先出现在OpenStep中。在Mac OS X中，它是基于Core Foundation的。作为通用的面向对象的函数库，Foundation提供了字符串，数值的管理，容器及其枚举，分布式计算，事件循环，以及一些其它的与图形用户界面没有直接关系的功能。其中用于类和常数的“NS”前缀来自于Cocoa的来源，NeXTSTEP。它可以在Mac OS X和iOS中使用。
“用户界面工具包”，或称UIKit（UserInterfaceKit），是用于iOS的图形用户界面工具包。与AppKit不同，它使用“UI”的前缀。
(MAC OS X中使用)“应用程序工具包”，或称AppKit（ApplicationKit）是直接衍生自NeXTSTEP的AppKit的。它包含了程序与图形用户界面交互所需的代码。它是基于Foundation建立的，也使用“NS”前缀。它只能在Mac OS X中使用。
Cocoa构架的一个关键部分是其多样的视图模型。总体而言，它是基于由Quartz提供的PDF绘制模型的，该特性允许使用PostScript绘制自定义图形内容，同时也自动的支持了打印机以及类似设备。由于Cocoa框架管理了全部的绘图操作，例如裁剪，滚动，缩放等，程序员可以不再重复实现基础的功能，而可以集中于提供程序的关键功能上。
动态绑定
在多数面向对象的编程语言中，调用方法是由直接调用内存中一段固定的代码实现的。由于这种方法需要预定义的处理命令的类，因而限制了程序的设计，通常采用责任链模式作为其设计模式。虽然Cocoa在多数地方仍然采用这种方式，但通过Objective-C的动态绑定特性增加了更多设计的自由性。
在Objective-C中，消息由selector所代表，其为描述需要调用的方法的一个字符串。在发送消息时，该selector被送入Objective-C运行时中，在可用方法列表中寻找对应的方法，然后调用该方法的实际实现。由于selector只是文本数据，因此它可以保存在文件中，通过网络或在进程间传输，或以其它方式进行操作。方法的实现是在运行时查找的，而非编译时。这样的做法会造成一些性能损失，但动态绑定允许相同的selector代表不同的实现。
利用这些特性，Cocoa提供了一种通用的数据管理技术，称为键-值编码（KVC）。这种技术允许对象的数据或属性可以在运行时通过其键名进行查找，其中，属性的名称即为其值的键名。在静态语言中，这样的做法是不可能的。KVC大大的增加了设计的自由度：通过KVC，无需知道对象的类型即可访问其属性或数据。另外，利用键-值-观测器（KVO）技术和NSUndoManager类，可以提供自动的撤销/重做支持。
内存管理
Cocoa环境的一个特点是它可以管理动态分配的内存。Cocoa中绝大部分类的基类都是NSObject，它实现了引用计数的内存管理模型。从NSObject继承的类可以响应retain和release消息，以增减其引用计数；也可以通过发送retainCount消息来获取其引用计数。一个以alloc，copy或Objective-C 2.0中增加的new所创建的对象的引用计数为1；向对象发送retain消息会将计数加1，而发送release消息则会将计数减1。若对象的引用计数减少到了0，则它会被销毁。dealloc消息类似于C++中的析构函数，在对象被销毁之前可能会被调用，但系统不保证会发送该消息。这种引用计数的模型与微软的COM中的IUnknown接口特性十分相似，它提供了AddRef和Release接口，与retain和release对应。
从Objective-C 2.0开始，Objective-C运行时实现了可选的垃圾收集器。若垃圾收集的特性被激活，则运行时会将引用计数相关的操作，例如“retain”和“release”，变为无操作。iOS上的Objective-C 2.0实现中不包含垃圾收集器。垃圾收集器运行在一个低优先级的后台线程中，并可以在用户动作时暂停，从而保持良好的用户体验。
