Chipset Exynos 9611 được sản xuất trên tiến trình 10nm giống như phiên bản tiền nhiệm của nó. Vi xử lý sở hữu bốn lõi Cortex A73 với tốc độ xung nhịp tối đa 2,3 GHz, bốn lõi Cortex A53 tốc độ tối đa 1,7 GHz, và độ rộng địa chỉ bộ nhớ là 64 bit (tám octet). Kiến trúc này tương tự với Exynos 9610 SoC nhưng có sự cải thiện về tốc độ xung nhịp.

Thêm vào đó, Exynos 9611 đi kèm chip xử lý đồ họa GPU MP3 Mali -G72 tương tự như trên Exynos 9610 nhưng có tốc độ xung nhịp nhanh hơn so với phiên bản cũ. Với thiết lập này, vi xử lý cho phép người dùng thực hiện nhiều hoạt động yêu thích hơn như chơi game nhờ hiệu năng mạnh mẽ.

Bộ xử lý Exynos 9611 được bổ sung công cụ trí tuệ nhân tạo (AI). Nó hỗ trợ công cụ chụp ảnh chuyên nghiệp cho điện thoại, đem lại những bức ảnh đẹp hơn. Thêm vào đó, công cụ trí tuệ nhân tạo trên Exynos 9611 còn được bổ sung cảm biến học sâu thông minh.

Bộ xử lý mới cũng mang đến một số cải tiến trong xử lý hình ảnh. Do đó, Exynos 9611 có thể phân tích hình ảnh và video để xác định các đối tượng và môi trường trong cảnh. Công nghệ cho phép người dùng tận hưởng trải nghiệm chụp ảnh phong phú.

Hơn nữa, bộ xử lý hình ảnh tiên tiến, nhờ công nghệ AI, sẽ sử dụng dữ liệu thu được để tự động tinh chỉnh các cài đặt như phơi sáng, cân bằng trắng, màu sắc, độ bão hòa, độ tương phản, độ sắc nét, v.v. để chụp ảnh chất lượng cao hơn. Cảm biến độ sâu thông minh cho phép điện thoại thông minh chụp ảnh chân dung tuyệt đẹp chỉ với một camera duy nhất. Bộ xử lý Exynos 9611 cũng hỗ trợ các giải pháp đa camera đa dạng như camera rộng, siêu rộng và tele.

Về kết nối, bộ xử lý Exynos 9611 đi kèm với modem LTE và các giải pháp kết nối đa dạng, hỗ trợ tốc độ tải xuống tới 600Mbps và 150Mbps đối với tốc độ tải lên. Ngoài ra, Exynos 9611 cũng tích hợp một số tính năng kết nối như Wi-Fi, Bluetooth 5.0 và đài FM. Hơn nữa, đối với tính năng xác định vị trí, Exynos 9611 được đi kèm máy thu GNSS (Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu) có 4 chế độ bao gồm GPS (Hệ thống định vị toàn cầu), GLONASS, BeiDou và Galileo.