NAOMI tarkoittaa New Arcade Operation Machine Idea. Julkaistiin vuonna 1998 hintaan, joka oli kolmannes Model 3:n hinnasta. Jakaa arkkitehtuurin Dreamcastin kanssa, mutta siinä on enemmän päämuistia, grafiikkamuistia ja äänimuistia (32, 16 ja 8 megatavua vastaavasti). Hyödyntää PowerVR-grafiikkaa, käyttää ROM-kortteja ja siihen on saatavilla myös CD-ROM-asema.

Nimen NAOMI valitsi tiettävästi Segan tutkimus- ja kehitysjohtaja Hisashi Suzuki brittiläisen mallin Naomi Campbellin kunniaksi.