三星GalaxyS9採用10納米制程工藝八核處理器（驍龍845和三星Exynos9810），採用4GBRAM+64GBROM的儲存搭配。螢幕方面採用了一塊6.2英寸QHD+SuperAMOLED顯示屏；後置雙1200萬畫素攝像頭，支援光學防抖、相位對焦、2倍光學對焦；前置800萬畫素攝像頭；3600mAh容量電池，支援QuickCharge2.0快充和無線充電，IP68防塵防水。
在相機方面，三星GalaxyS9採用1200萬畫素單攝，支援全畫素雙核對焦，支援OIS光學防抖，最亮眼的是採用f1.5/f2.4智慧可變光圈。三星GalaxyS9+則在此基礎上增加一顆1200萬的長焦攝像頭，支援雙OIS光學防抖。兩者均搭載800萬畫素前置相機，光圈f/1.7，支援自動對焦。新機支援960幀凝視拍攝、動態萌拍等新功能。
