El Galaxy S23 Ultra tiene una construcción más resistente, además de memoria y almacenamiento más rápidos, junto con una batería más eficiente. Las características más destacadas Galaxy S23 Ultra son el chip Snapdragon 8 Gen 2 personalizado y una cámara principal de 200MP.

Los cambios más importantes que presenta este nuevo móvil son la nueva "plataforma móvil Snapdragon 8 Gen 2 para Galaxy" en la que colaboraron Samsung y Qualcomm, que está diseñada en forma específica para ofrecer un rendimiento superior a los rivales. Por ejemplo, es 51% mejor rendimiento de NPU, 41% de rendimiento de GPU y 33% de rendimiento de CPU que antes, según Samsung.

El Galaxy S23 Ultra, junto con el Galaxy S23 y el Galaxy S23 Plus, también es uno de los primeros teléfonos que cuenta con almacenamiento LPDDR5X RAM y UFS 4.0 más rápido y eficiente.

Un conjunto trasero de cuatro cámaras traseras de aspecto familiar oculta un nuevo sensor de 200MP que ofrece una combinación de píxeles de 16 a 1, con el objetivo de mejorar las capacidades de "fotografía nocturna" del Galaxy S23 Ultra para todo, desde instantáneas generales hasta fotografía de retratos, para videos del cielo nocturno usando el nuevo modo Astro Hyperlapse.