Met Arduino is het mogelijk apparaten en objecten te creëren die reageren op hun omgeving door middel van digitale en analoge inputsignalen. Op basis van deze input kan een Arduinoschakeling autonome actie initiëren door het afgeven van digitale en analoge outputsignalen. Input kan bijvoorbeeld worden gegenereerd door schakelaars, lichtsensoren, bewegingsmeters, afstandsmeters, temperatuursensoren, of op basis van commando's afkomstig van internet, een radiomodule of een ander apparaat met een seriële interface. Outputsignalen kunnen bijvoorbeeld motoren, lampjes, pompjes en beeldschermen aansturen, maar ook input genereren voor een andere Arduinomodule.

Daarnaast bestaan ook zogenaamde "shields". Deze integreren vaak verschillende sensoren en modules in één printplaat. Deze kan dan gemakkelijk op de Arduino aangesloten worden door hem te plaatsen op de input-/outputpinnen van de Arduino. Vele van deze shields worden verkocht als kit en dienen dus zelf nog gesoldeerd te worden. Veelvoorkomend zijn de wifi- en gps-kits. Naast deze kits kan ook een ProtoShield gekocht worden die dienstdoet als breadboard om op te experimenteren.