DualShock 4 is de hoofdcontroller van de PlayStation 4 en gebruikt net als zijn voorganger Bluetooth 2.1+EDR om te verbinden met de console. DualShock 3 zal niet compatibel zijn met PlayStation 4. DualShock 4 wordt uitgerust met een aantal nieuwe functies, zoals een touchpad aan de voorkant van de controller die ook ingedrukt kan worden als knop. De controller ondersteunt tevens bewegingsdetectie via een gyroscoop en versnellingsmeter met drie assen, en heeft een verbeterde vibratie. De niet verwijderbare lithium-ion-batterij in DualShock 4 heeft een capaciteit van 1000 mAh, tegenover de 300 mAh van de DualShock 3. De controller weegt 210 gram, heeft een afmeting van 162 x 52 x 98 mm en een rubberen vlak om de grip te verbeteren.
DualShock 4 heeft diverse aansluitingen. Een stereoaansluiting (3,5mm-TRRS-plug) zorgt ervoor dat een headset aangesloten kan worden om met anderen te kunnen praten. Ook heeft de controller een micro USB-poort en een extensiepoort. Via micro USB kan de controller opgeladen worden, maar ook via een toegewezen laadstation of de console (zelfs als deze op stand-by staat) is het mogelijk de controller op te laden. Een mono speaker is ingebouwd in de controller.
DualShock 4 heeft de volgende knoppen: PS-knop, Share-knop, Options-knop, d-pad, actieknoppen (driehoek, cirkel, kruis, vierkant), schouderknoppen (R1/L1), triggerknoppen (R2/L2), aanklikbare analoge sticks (L3/R3) en een touchpad-knop. Er zijn een aantal verschillen ten opzichte van de DualShock 3 en voorgaande PlayStation-controllers. De start- en select knoppen zijn samengevoegd in een enkele optionsknop, en de shareknop zorgt ervoor dat spelers een gameplayvideo kunnen uploaden. De analoge sticks en triggerknoppen zijn opnieuw ontworpen voor een betere spelervaring.
Aan de bovenkant van de controller zit een lichtgevend element dat verschillende kleuren kan weergeven.[24] Deze kleuren kunnen belangrijke informatie aangeven, als de gezondheidsmeter bijna leeg is bijvoorbeeld, of aangeven welk personage de speler bestuurt in het spel. Er zal ook interactie zijn met de PlayStation Camera, die de bewegingen van de DualShock 4 kan waarnemen. Deze technologie werd ook gebruikt voor de PlayStation Move-controllers, die de PS4 ook zal ondersteunen.