Exynos 9611 được sản xuất trên tiến trình 10nm tương tự thế hệ Exynos 9610. SoC này có 4 lõi Cortex A73 với tốc độ tối đa 2.3GHz và 4 lõi Cortex A53 tốc độ tối đa 1.7 GHz, hình thành nên vi xử lý lõi tám 64 bit. Đây là kiến ​​trúc tương tự như Exynos 9610 SoC nhưng có sự cải thiện về tốc độ xung nhịp. GPU trên Exynos 9611 vẫn là Mali-G72 MP3, tương tự như trên thế hệ tiền nhiệm nhưng tốc độ đã được nâng cấp. Với những thay đổi này, Exynos 9611 sẽ mang lại hiệu năng chơi game tốt hơn so với Exynos 9610.

Bên cạnh đó, Exynos 9611 cũng được nâng cao hiệu suất xử lý hình ảnh nhờ công nghệ AI. SoC này có một công cụ trí tuệ nhân tạo tích hợp bao gồm bộ xử lý tầm nhìn, cho phép smartphone có thể xử lý hình ảnh chuyên nghiệp, cải thiện hiệu suất camera.

Bộ xử lý mới của Samsung cũng mang đến một số cải tiến trong xử lý hình ảnh. Nó được xây dựng với bộ xử lý tín hiệu số và hệ thống mạng thần kinh. Đơn vị xử lý tầm nhìn của Exynos 9611 có thể phân tích tín hiệu tương tự của hình ảnh và video để xác định các đối tượng và bối cảnh trong khung hình. Bộ xử lý hình ảnh sẽ sử dụng những dữ liệu thu được để tinh chỉnh các cài đặt như độ phơi sáng, độ cân bằng ánh sáng, màu sắc, độ bão hoà... để thu được hình ảnh chất lượng cao.

Chưa hết, cảm biến độ sâu thông minh tích hợp trong Exynos 9611 cho phép điện thoại chụp những bức ảnh chân dung tuyệt đẹp với hiệu ứng làm mờ chỉ bằng một camera duy nhất. SoC mới của Samsung cũng hỗ trợ giải pháp tích hợp đa camera như camera góc rộng, đo độ sâu hay tele trên cùng một thiết bị.

Về kết nối, Exynos 9611 tích hợp modem LTE và các giải pháp kết nối đa dạng. Model LTE cho tốc độ tải xuống lên đến 600Mbps và tốc độ tải lên 150Mbps. Một số kết nối khác gồm Wifi thế hệ mới, Bluetooth 5.0 và đài FM. Hơn nữa, Exynos 9611 còn có máy thu GNSS (Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu) 4 chế độ bao gồm GPS (Hệ thống định vị toàn cầu), GLONASS, BeiDou và Galileo.