Arbitrum funziona utilizzando gli optimistic rollup, presumendo che le transazioni siano valide per impostazione predefinita. Più transazioni vengono raggruppate insieme ed elaborate off-chain, con solo lo stato finale che viene inviato a Ethereum. Questo approccio riduce il carico computazionale sulla catena principale preservando la sicurezza.

L'aspetto "ottimistico" significa che c'è un periodo di contestazione - tipicamente sette giorni - durante il quale chiunque può contestare una transazione se crede che sia fraudolenta. Se una contestazione ha successo, la transazione fraudolenta viene annullata e chi ha fatto la contestazione riceve una ricompensa. Questo incentivo economico mantiene il sistema onesto.

Gli smart contract su Arbitrum vengono eseguiti in una macchina virtuale chiamata ArbOS, che è compatibile con l'EVM di Ethereum. Questo significa che gli strumenti, le librerie e le conoscenze degli sviluppatori Ethereum si trasferiscono direttamente ad Arbitrum.