DirectX 10世代（G80世代）以降の統合型シェーダーアーキテクチャを採用したNVIDIA製GPUがCUDAに対応している[注釈 1]。

NVIDIA GeForce 8シリーズ以降（一般／ゲーミング向け）

NVIDIA Quadro G80ベース以降（ワークステーション向け）

NVIDIA Tesla（ハイパフォーマンスコンピューティング／データセンター向け）

NVIDIA Jetson（組み込み用）

NVIDIA Tegra K1[注釈 2]以降（モバイル向けの統合型プロセッサ）

NVIDIA ION（ネットブック／ネットトップデバイス用、サポート終了）

実行には専用のデバイスドライバーを必要とする。詳細は、CUDA GPUs 。NVIDIA Developer Zone を参照。なお、ハードウェアの世代／アーキテクチャ（Compute Capability, CC）によって利用可能なGPU命令やリソースサイズ上限、倍精度浮動小数点対応可否などの制約が異なる。また、上位のCCを持つハードウェアでは、下位のCC向けにコンパイルされたCUDAコードを実行できるが、その逆は不可能となっている。
PTX (Parallel Thread Execution)

CUDAは実行環境デバイスの世代（Compute Capability）に応じた専用バイナリコードを生成できるほかに、PTX (Parallel Thread Execution) と呼ばれるNVIDIA独自のGPU中間命令（中間言語）を生成することができる。PTXを利用することで、実行時にCUDAドライバーによって実行環境に合わせた最適なコードを生成することができるようになる[41]。
OS

CUDA Toolkit 6.5の対応OSは、Windows XP (32bit版のみ)、Windows 7、Windows 8.1、Windows Server 2008 R2、Windows Server 2012 R2、Fedora 20、OpenSUSE 13.1、RHEL (Red Hat Enterprise Linux) 5/6、CentOS 5/6、SLES (SUSE Linux Enterprise Server) 11-SP3、Ubuntu 12.04/14.04、Mac OS X 10.8/10.9/10.10である[42]。

CUDA Toolkit 7.0の対応OSは、Windows 7、Windows 8.1、Windows Server 2008 R2、Windows Server 2012 R2、Fedora 21、OpenSUSE 13.1/13.2、RHEL 6/7、CentOS 6/7、SLES 11/12、Ubuntu 12.04/14.04/14.10、OS X 10.9/10.10である[43]。

CUDA Toolkit 7.5の対応OSは、Windows 7、Windows 8.1、Windows 10、Windows Server 2008 R2、Windows Server 2012 R2、Fedora 21、OpenSUSE 13.2、RHEL 6/7、CentOS 6/7、SLES 11/12、SteamOS 1.0-beta、Ubuntu 14.04/15.04、OS X 10.9/10.10/10.11である[44]。

CUDA Toolkit 8.0 GA2の対応OSは、Windows 7、Windows 8.1、Windows 10、Windows Server 2008 R2、Windows Server 2012 R2、Windows Server 2016、Fedora 23、OpenSUSE 13.2、RHEL 6/7、CentOS 6/7、SLES 11/12、Ubuntu 14.04/16.04、OS X 10.11/10.12である[45]。

CUDA Toolkit 9.2の対応OSは、Windows 7、Windows 8.1、Windows 10、Windows Server 2012 R2、Windows Server 2016、Fedora 27、OpenSUSE Leap 42.3、RHEL 6/7、CentOS 6/7、SLES 12、Ubuntu 16.04/17.10、OS X 10.13である[46]。

CUDA Toolkit 10.2の対応OSは、Windows 7、Windows 8.1、Windows 10、Windows Server 2012 R2、Windows Server 2016、Windows Server 2019、Fedora 29、OpenSUSE 15、RHEL 6/7/8、CentOS 6/7/8、SLES 1512 SP4、Ubuntu 16.04/18.04、OS X 10.13である[47]。

CUDA Toolkit 11.8の対応OSは、Windows 10、Windows 11、Windows Server 2016、Windows Server 2019、Windows Server 2022、Fedora 35、OpenSUSE 15、RHEL 7/8/9、CentOS 7、SLES 15、Ubuntu 18.04/20.04/22.04、Debian 11、KylinOS（英語版） 10、Rocky 8/9、WSL-Ubuntu 2.0である[48]。CUDA Toolkit 11.0以降、macOSはサポート対象外となった[49][50][注釈 3]。ただしリモートデバッグ用のツールだけはmacOS上でもサポートされている[49][51][52]。

CUDA Toolkit 12.1の対応OSは、Windows 10、Windows 11、Windows Server 2019、Windows Server 2022、Fedora 37、OpenSUSE 15、RHEL 7/8/9、CentOS 7、SLES 15、Ubuntu 18.04/20.04/22.04、Debian 10/11、KylinOS 10、Rocky 8/9、WSL-Ubuntu 2.0である[53]。
NVIDIA OptiX

CUDA基盤上に実装されたプログラマブルGPUレイトレーシングエンジンとして、NVIDIAはOptiX（英語版）を公開している[54]。OptiX 3.xまではFermi世代以降、OptiX 4.xはKepler世代以降のNVIDIA GPU上で利用可能[55]。OptiX 6/7はMaxwell世代以降のNVIDIA GPU上で利用可能[56]。なお、After Effects CCではレイトレーシングエンジンにOptiXを採用している[57]。
対応ソフトウェア

CUDAの演算処理技術を利用するには、上述のハードウェア・OSのサポートに加えて、アプリケーションが対応していることが必要。一部アプリケーションベンダーより対応ソフトが出ている。

Freemake Video Converter (Free Make)（フリーソフトウェア）

MediaCoder (MediaCoder)（フリーソフトウェア）

LoiLoTouch (LoiLo)

Super LoiLoScope (LoiLo)

EDIUS

VideoStudio (COREL)

WinDVD (COREL)

PowerDirector (CyberLink)

PowerDVD (CyberLink)

TMPGEnc (ペガシス)

Adobe Photoshop CS4（アドビ）[58]

Adobe After Effects CS4（アドビ）

Adobe Premiere Pro CS4（アドビ）[59][60]