Microsoft .NET Framework 3.5, .NET Framework 2.0 ve 3.0 üzerine inşa edilmiş birçok yeni özellik içermesi yanında, .NET Framework 2.0 Service Pack 1'i ve .NET Framework 3.0 Service Pack 1'i içerir. .NET Framework 3.5, .NET Framework 3.0 sürümüne eklenen yeni özelliklere ilavelerde bulunmuştur. Örneğin, Windows Workflow Foundation (WF), Windows Communication Foundation (WCF), Windows Presentation Foundation (WPF) ve Windows CardSpace'deki özellik kümeleri. Ek olarak .NET Framework 3.5, birçok teknoloji alanında, değişikliklerin bozulmaması için yeni derlemeler olarak eklenmiş bazı yeni özellikler içerir. Bunlar aşağıdakileri içerir:

• Dil ile Tümleştirilmiş Sorgu (LINQ) ve veri duyarlılığının derin tümleştirmesi. Bu yeni özellik, aynı söz dizimini kullanarak birçok türdeki SQL verisi, koleksiyon, XML ve DataSet projeksiyonlarını filtreleyen, numaralandıran ve oluşturan LINQ özellikli dillerde kod yazmanızı sağlar.
• ASP.NET AJAX, en popüler tarayıcıların tümünde çalışan daha verimli, daha etkileşimli ve yüksek düzeyde kişiselleştirilmiş Web deneyimleri oluşturmanızı sağlar.
• AJAX, JSON, REST, POX, RSS, ATOM ve birçok yeni WS-* standardı gibi WCF hizmetleri oluşturmaya yönelik yeni Web protokolü desteği. WF, WCF ve WPF için Visual Studio 2008'de, yeni iş akışı kullanan hizmet teknolojisi dahil olmak üzere tam araç oluşturma desteği.
• .NET Framework 3.5 temel sınıf kitaplığında (BCL) birçok ortak müşteri isteğini karşılayan yeni sınıflar.