Introduzido pela Sega em 1991, o SEGA CD, chamado Mega-CD em alguns mercados, era um acessório que se conectava ao Genesis, não um console independente. A mídia em CD-ROM ampliava o espaço disponível para jogos e permitia trilhas sonoras com qualidade superior à dos cartuchos, além de sequências de vídeo. O aparelho usava o controle do Genesis e acrescentava recursos de processamento para determinados títulos, embora a experiência continuasse ligada ao console-base.
Entre os jogos que representam sua biblioteca estão Lunar: The Silver Star, RPG conhecido por suas animações e apresentação audiovisual, e Mortal Kombat, cuja versão aproveitava o CD para a trilha sonora e cenas digitalizadas. O catálogo também refletia a variedade do Genesis, com jogos de ação, aventura, luta e arcade. O SEGA CD fez parte da aposta da Sega em expandir a quarta geração por meio de acessórios, antes de iniciativas como o 32X. Seu uso do CD antecipou recursos que se tornariam comuns em consoles posteriores, mas também mostrou os desafios de dividir uma plataforma entre hardware adicional e o console original.
