Der OB-Xa wurde im Dezember 1980 veröffentlicht und ersetzte den OB-X nach nur einem Jahr auf dem Markt. Die OB-Xa war das erste Oberheim-Produkt, das mit blauen horizontalen Nadelstreifen auf schwarzem Hintergrund verziert war und zur Standardaufmachung für zukünftige Oberheim-Produkte werden sollte. Während der OB-Xa die gleiche Polyphonie wie sein Vorgänger bot (4-, 6- und 8-stimmige Modelle wurden angeboten), konnte seine Tastatur in zwei Hälften geteilt werden (jede mit ihrer eigenen Stimme) oder Stimmen überlagern, um einen dickeren Klang zu erzeugen (im Wesentlichen zwei Noten für jede gedrückte Taste). Der OB-Xa hat auch die Möglichkeit hinzugefügt, zwischen 2-poliger 12dB- und 4-poliger 24dB-Filterung umzuschalten. Es bot Filterhüllkurvenmodulation für Oszillator 2 (wodurch die Tonhöhe durch die Hüllkurve moduliert werden kann) anstelle der Fähigkeit des OB-X zur Kreuzmodulation (Frequenzmodulation des ersten VCO mit dem zweiten VCO).
Anstelle der vom OB-X verwendeten diskreten Schaltungen für Oszillatoren und Filter wechselte der OB-Xa (und die folgenden Oberheim-Synthesizer) zu integrierten Curtis-Schaltungen. Dies machte das Innere des Synthesizers weniger überladen, Erleichterung der Fehlersuche, und die Verringerung der Herstellungskosten. Im Juni 2016 begannen Curtis, Coolaudio und Alfa jedoch damit, einige dieser Chips neu herzustellen, was der Langlebigkeit des OB-Xa und vieler anderer Synthesizer, die diese Chips verwenden, neues Leben eingehaucht hat.