Sun Ray 计算是一种瘦客户端实现，可为关键任务应用程序提供桌面般的用户功能和足够快的速度和足够高的可靠性。Sun Ray Software 支持基于硬件和基于软件的客户端，可以在 Oracle Linux 和 Oracle Solaris（包括 Oracle Solaris Trusted Extensions）上运行。
其他客户端/服务器模型通常结合使用远程和本地操作系统、应用程序、内存和存储，但是 Sun Ray 计算模型可以将所有计算移至服务器。Sun Ray 模型不用运行应用程序、存储数据以及在 PC 等桌面设备上进行计算，只是在客户端与操作系统和应用程序所在的 Sun Ray 服务器之间传递输入和输出数据。
Sun Ray 环境中的客户端没有本地磁盘、应用程序或操作系统，因此被视为无状态。此设置使其成为真正的瘦客户端。无状态设备的维护非常便宜，因为它们不需要管理员或技术人员来安装、升级或配置软件或更换桌面上的机械组件。
Sun Ray Client 仅包含一个固件模块，该模型可以执行一小组任务：传送键盘和鼠标事件以及显示像素数据。如果桌面设备包含可以应用户请求执行代码的操作系统，则其拥有状态并且不是真正的瘦客户端。这种类型的设备需要在桌面而不是服务器级别更新和维护，并且易于感染病毒。
Sun Ray Client 还非常安全。例如，管理 USB 海量存储设备（即控制启用或禁用其使用的能力）在服务器或组级别进行。这种能力使具有特定安全性或知识产权顾虑的网站可以消除许多由 PC 和其他胖客户端（依赖本地操作系统、本地应用程序和本地数据高速缓存）所施加的风险。托管“胖”客户端的物理设备被盗或损坏后，会丢失或损坏重要数据。
Sun Ray 会话是一组服务，由会话管理器控制，通过验证令牌与用户相关联。会话驻留在服务器上而非桌面上。因为 Sun Ray Client 是无状态的，所以当用户登录或插入智能卡时，会话能够被定向或重定向至相应网络或子网上的任何 Sun Ray Client。
虽然会话继续位于服务器上，但是会话似乎跟着用户到了新客户端。这种功能称为漫游办公，可以让用户从其网络中的任何客户端访问其会话。通过非智能卡会话移动性 (non-smart card session mobility, NSCM) 功能，无论使用智能卡与否均可实现漫游办公。
大多数大型 Sun Ray 实现还包括一个 Sun Ray 服务器故障转移组，以确保服务器脱机时不间断服务。如果配置了故障转移组，Sun Ray Software 通过在组中的服务器之间分摊计算负载来优化性能。