Dimensionen
Eine netCDF-Dimension weist sowohl einen Namen als auch eine Größe auf. Eine Dimensionsgröße ist ein willkürlicher positiver Ganzzahl-Wert. Nur eine Dimension in einer netCDF-Datei kann die Größe UNLIMITED aufweisen. Eine solche Dimension wird als unbegrenzte Dimension oder Datensatzdimension bezeichnet. Eine Variable mit einer unbegrenzten Dimension kann innerhalb der Dimension eine beliebige Größe annehmen.
Mit einer Dimension kann eine reale physische Messgröße dargestellt werden, beispielsweise Zeit, Breite, Länge oder Höhe. Mit einer Dimension können auch andere Größen indiziert werden, z. B. Stations- oder Modellausführungsnummer. Beim Angeben eines Variablen-Shapes kann dieselbe Dimension mehrmals verwendet werden.
Variablen
Eine Variable stellt ein Array von Werten desselben Typs dar. In einer netCDF-Datei sind die meisten Daten in Variablen gespeichert. Eine Variable weist einen Namen, einen Datentyp und ein Shape auf, das von der Liste der Dimensionen beim Erstellen der Variablen beschrieben wird. Die Anzahl der Dimensionen wird als Rang (oder Dimensionalität) bezeichnet. Eine Skalarvariable weist den Rang 0, ein Vektor den Rang 1 und eine Matrix den Rang 2 auf. Eine Variable kann auch zugeordnete Attribute aufweisen, die nach ihrer Erstellung hinzugefügt, gelöscht und geändert werden können.
Koordinatenvariablen
Eine eindimensionale Variable, die denselben Namen wie eine Dimension aufweist, wird als Koordinatenvariable bezeichnet. Ihr wird eine Dimension mit mindestens einer Datenvariablen zugeordnet. Typischerweise definiert sie eine physische Koordinate, die der betreffenden Dimension entspricht.
Koordinatenvariablen haben für die netCDF-Bibliothek keine spezielle Bedeutung. Die Software, die diese Bibliothek verwendet, muss Koordinatenvariablen jedoch auf besondere Weise verarbeiten.
Attribute
In NetCDF-Attributen sind zusätzliche Daten oder Metadaten gespeichert. Die meisten Attribute stellen Informationen zu einer bestimmten Variablen bereit. Diese Attribute werden mit dem Namen der Variablen und dem Namen des Attributs selbst angegeben.
Einige Attribute liefern Informationen über die gesamte netCDF-Datei. Diese werden als globale Attribute bezeichnet. Diese Attribute werden mit dem Attributnamen sowie einem leeren Variablennamen (in CDL) oder einer speziellen NULL-Variablen-ID (in C oder Fortran) angegeben.
Konventionen
Die Konventionen definieren Metadaten, die eine definitive Beschreibung der Daten in den einzelnen Variablen sowie deren räumliche und zeitbezogene Eigenschaften bereitstellen. Anhand einer Konvention können Benutzer von Daten aus verschiedenen Quellen bestimmen, welche Mengen miteinander verglichen werden können. Der Name der Konvention wird in einer netCDF-Datei als globales Attribut dargestellt.
Weitere Informationen zu netCDF-Konventionen 
Derzeit werden in ArcGIS die Konventionen Climate and Forecast (CF) und "Cooperative Ocean/Atmosphere Research Data Service" (COARDS) unterstützt. NetCDF-Dateien, die gemäß anderen Konventionen erstellt wurden, können jedoch u. U. ebenfalls verwendet werden.