Некоторые технические инновации, которые были внедрены в Call of Duty: Modern Warfare II по сравнению с предыдущими частями:

• Улучшенная графика. 1 Разработчики использовали технологию фотограмметрии и новую систему физики материалов, что позволило любым поверхностям в игре выглядеть практически как в жизни. 1 Фотореалистичные объекты правильно реагируют на свет, дождь, взрывы и другие эффекты, в зависимости от того, созданы они из металла, дерева, стекла или других материалов. 1
• Новая система ИИ. 2 Враги и союзники в режимах кампании и специальных операций действуют тактически рационально, используя технику боя и скрытых манёвров. 2
• Переработанная система плавания. 1 Под водой пули замедляются, а использовать можно только пистолет и свои кулаки. 1 В сюжетной кампании есть целые уровни, где все события развиваются в воде. 1
• Обновлённая система передвижения. 3 Появились такие механики, как использование лестниц и верёвок, стрейфинг, карабкание по стенам, передвижение по уступам. 3
• Настройка глушителя. 3 От размера глушителя зависят его характеристики, такие как контроль отдачи, дальность урона и скорость прицеливания. 3
• Сетки прицелов с демонстрацией количества патронов. 3 В режимах с ограниченной функциональностью интерфейса (например, «Реализм») доступна возможность активации анимации проверки количества патронов в магазине оружия. 3