三星Galaxy S20 Ultra采用6.9英寸3200×1440打孔双曲面Dynamic AMOLED 2X显示屏，支持最高120Hz刷新、HDR10+；机身三围76mm×166.9mm×8.8mm，重220克；搭载超声波指纹传感器及RGB光线感应器，支持NFC、MST移动支付；搭载杜比全景声立体声喇叭，AKG调音。Galaxy S20 Ultra提供幻游黑、遐想灰两种配色。配置搭载骁龙865移动平台，12GB LPDDR5 RAM+128GB /256GB或16GB LPDDR5 RAM+512GB UFS ROM，支持最高1TB SD卡扩展内存（5G版及LTE版均提供）。5000毫安时内置电池，支持45W有线快速充电（兼容AFC、QC 2.0，原机标配25W适配器，45W适配器需另购）、无线快充2.0（兼容WPC）以及无线反向充电。拍照部分为后置1200万像素超广角相机，f/2.2光圈，120°视角；后置1.08亿像素主相机，光学防抖，f/1.8光圈，支持PDAF，79°视角；后置4800万像素长焦相机，光学防抖，f/3.5光圈，支持PDAF，24°视角；后置景深探测相机；前置4000万像素Dual Pixel AF相机，f/2.2光圈。Galaxy S20 Ultra是三星旗下第一款搭载有1.08亿像素传感器的智能手机。这款相机的相机传感器并非我们熟悉的“四合一”设定，而是三星特别定制的“九合一”传感器，也就是它最多能够通过AI将9个相邻像素合并为1个，使得其感光能力提高了3倍。在实际拍摄过程中，三星的AI将会根据场景自动决定使用1200万像素或1.08亿像素工作模式。在新硬件的辅助下，Galaxy S20 Ultra则可以实现10倍的无损变焦和100倍数字变焦。