作为GB的后继机种，GBA为了相容GB游戏，额外搭载了一颗CPU，以硬件方式实现向下相容。除了GBC独有的红外线传输功能被移除外，GBA几乎可以完美兼容所有GB、GBC游戏。值得一提的是，GBA的卡带仅有GB的一半大，因此在玩GB游戏时，卡带会凸一节在主机外，略显美观。
2003年，任天堂为了进攻年龄层较高的市场，推出了GAME BOY Advance SP（简称SP）。SP采用化妆用的粉饼盒作为概念，设计上更加成熟，获得了2003年度的Good Design奖。SP是GB家族第一款采用内藏式充电电池的主机，也是唯一有2个扩充端子的主机：传输端子以及充电端子。SP增加了前光模组，解决了GBA画面昏暗的问题。
2005年9月13日，超级马莉兄弟发售20周年纪念日时，任天堂推出了迷你版的GBA，GAME BOY Micro（简称GBM）。GBM大幅缩小了主机的尺寸，机身采用铝合金为原料，质感极佳。为了缩减主机体积，GBM取消了GB的相容能力，扩充和充电功能整合进单一端子，并将耳机孔独立出来。GBM的屏幕品质可以说是GB家族之最。
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