Новый язык отвечает методологии функционального программирования, в которой основополагающими являются вычисления математических функций, а циклы реализуются главным образом посредством рекурсии. Как указывают в Microsoft, функциональные языки привлекательны для решения научных, технических, финансовых и других задач программирования, в которых широко применяется математическая нотация.

Как сообщают в Microsoft Research, в F# обеспечена безопасность типов на уровне языка ML и поддерживается возможность написания интерактивных сценариев, как на Python. При этом в F# имеется возможность доступа к функциям библиотек .Net и работы с базами данных. Приложения на F# могут работать в среде периода исполнения Microsoft CLR.