Некоторые технические и художественные инновации, использованные в Sonic CD по сравнению с предыдущими играми серии:

• Идея путешествий во времени. 1 Дизайнеры и художники разработали для каждого уровня пять версий, каждый из которых является различным периодом времени этого места: хорошего прошлого и будущего, плохого прошлого и будущего, и настоящего. 1 Всего для игры было создано порядка 70 вариаций семи уровней. 1
• Более высокое разрешение графики. 2 Спрайты персонажей и объектов имеют более высокое разрешение, что делает их детализированными и чёткими. 2 К тому же повысилась детализация фоновых изображений. 2
• Плавная и выразительная анимация. 2 Анимация самого Соника стала плавнее и выразительнее. 2
• Более реалистичный spin dash, эффекты воды и огня. 2 Это стало возможным благодаря переходу на CD-ROM, который позволил использовать больше памяти, что отразилось на качестве графики. 2