Los emuladores anteriores de otros sistemas se habían centrado sobre todo en emular operaciones de bajo nivel de forma precisa en máquinas que eran capaces de ejecutarlas de forma correcta. Funcionó de forma correcta en antiguas consolas como la Super Nintendo y la Sega Genesis.
Los co-autores Epsilon y RealityMan se dieron cuenta de que los juegos de N64 estaban escritos en C y por lo tanto en vez de centrarse en interceptar las operaciones de la máquina se centraron en interceptar las llamadas a las librerías C que hacían los juegos y escribir sus propias librerías. UltraHLE es un emulador con algunas partes implementadas como simulador. No es un emulador 100% y la técnica no es como la usada en emuladores como MAME. A pesar de ello abrió la puerta a la creación de emuladres jugables y con uso de rutinas gráficas que requerían un alto poder de computación que podían ser ejecutadas con las tarjetas gráficas disponibles en aquel entonces.
La implementación final fue escrita en C y uso el API Glide, el cual era conocido por su uso en las tarjetas gráficas de 3dfx. Debido a su popularidad, aparecieron muchos glide-wrappers para que las tarjetas gráficas que no eran 3dfx pudieran correr el emulador usando DirectX.
La emulación de alto nivel tienes sus contras. Cuando UltraHLE apareció, solo era capaz de emular 20 juegos aproximadamente. El software solo emulaba y simulaba llamadas que eran específicas para ese juego; era necesario adaptar el software para juegos que usaban diferentes partes del hardware de la N64.
