Samsung Galaxy S20 Ultra có màn hình 6,9 inch, phần đục lỗ ở giữa chứa camera selfie. XDA-Developers tiết lộ thế hệ Galaxy S20 là dòng sản phẩm đầu tiên của Samsung hỗ trợ màn hình tần số quét 120 Hz.
Hai thiết bị còn lại là Galaxy S20 và S20+ sẽ không có nhiều khác biệt về thiết kế so với Galaxy S20 Ultra. Galaxy S20 có màn hình 6,2 inch, trong khi S20+ sở hữu màn hình 6,7 inch. Bộ đôi này dùng màn hình phẳng thay vì cong như trên Galaxy S20 Ultra.
Ngoài ra, cả 3 máy đều được trang bị vân tay siêu âm dưới màn hình. Hiện chưa rõ chúng có được tích hợp cảm biến siêu âm 3D Sonic Max mới nhất từ Qualcomm hay không. Thế hệ Galaxy S mới sẽ sử dụng chip Exynos 990, RAM tùy chọn lên đến 16 GB cùng bộ nhớ trong 1 TB.