Galaxy S20 sở hữu màn hình 6,2 inch tỷ lệ 20:9 tốc độ làm tươi 120Hz và độ phân giải 1440p+. Camera selfie không thay đổi nhiều so với Galaxy S10 nhưng diện tích lỗ nhỏ hơn và đặt ở trung tâm. Camera sau bao gồm camera chính 12 megapixel, camera tele 64 megapixel có khả năng quay phim 8K, camera góc siêu rộng 12 megapixel. S20 không có cảm biến DepthVision như S20+.
Samsung tiếp tục sử dụng cảm biến vân tay siêu âm nhúng trong màn hình. Pin trên Galaxy Galaxy S20 có dung lượng 4.000 mAh, hỗ trợ sạc dây 25W và 15W. Bên trong là chip Snapdragon 865 hoặc Exynos 990, kết hợp với RAM 8GB hoặc 12GB. Chỉ có một tùy chọn bộ nhớ là 128GB nhưng thiết bị hỗ trợ thẻ nhớ. Máy có các màu xám, xanh và hồng.
Galaxy S20 giá khởi điểm 900 euro. Giá cho phiên bản 5G là 1.000 euro nhưng chỉ hỗ trợ sub-6GHz.
Galaxy S20+ trang bị màn hình Dynamic Amoled, lần đầu tiên có tốc độ làm tươi 120Hz và tăng cường độ nhạy (240Hz). Tấm nền 6,7 inch có độ phân giải 1440p+, tỷ lệ 20:9. Mặt sau là cảm biến 12 megapixel mới với điểm ảnh lớn hơn so với Galaxy S10, độ mở f/1.8, chống rung quang học.
Camera tele có độ phân giải lớn nhất đối với một camera chuyên zoom, 64 megapixel. Camera này cũng tích hợp chống rung quang học và có khẩu độ f/2.0. Camera còn lại có độ phân giải 64 megapixel, có khả năng quay phim 8K. Camera thứ ba góc siêu rộng, dùng cảm biến 12 megapixel. Galaxy S20+ có cảm biến DepthVision hỗ trợ chụp ảnh chân dung và tạo hiệu ứng chiều sâu.
Galaxy S20+ dùng chip Snapdragon 865 hoặc Exynos 990 tùy khu vực, mặc định hỗ trợ 5G (sub-6GHz và mmWave) nhưng một số nước sẽ chỉ có bản 4G. Cấu hình cơ bản bao gồm 8GB RAM, bộ nhớ 128GB nhưng có bản cao cấp hơn với 12GB RAM và 512GB bộ nhớ. Máy hỗ trợ thẻ nhớ.
Thiết bị sử dụng pin 4.500 mAh, hỗ trợ sạc dây 25W, sạc nhanh 15W và có thể sạc đảo chiều. Máy có giá khởi điểm 1.100 euro cho bản thấp nhất. Ba màu lựa chọn là xanh, xám và đen.
Galaxy S20 Ultra là bản cao cấp nhất trong bộ ba. Bộ phận camera gần như không có điểm chung so với Galaxy S20 và S20+.
Camera chính dùng cảm biến 108 megapixel và công nghệ xử lý hình ảnh ghép pixel (pixel binning) 9 trong 1, tích hợp thành các dữ liệu từ 9 pixel liền kề tạo thành 1 pixel lớn. Camera chống rung quang học và có khẩu độ f/1.8. Điện thoại có thể quay phim 8K, tải lên YouTube và chia sẻ với những ai có TV 8K. Công nghệ Super Steady 2.0.
Camera tele dùng ống kính tiềm vọng đầu tiên của Samsung, được xây dựng dựa trên cảm biến 48 megapixel, hỗ trợ công nghệ ghép pixel 4 trong 1 cho các bức ảnh 12 megapixel. Samsung cho biết camera này có thể zoom quang hỗn hợp 10x và tối đa 100x Super Resolution Zoom. Ống kính tiềm vọng có chống rung quang học.
Camera thứ ba là camera góc siêu rộng 12 megapixel. Galaxy S20 Ultra cũng có cảm biến chiều sâu DepthVision. Tính năng Single Take chụp ảnh từ cả ba camera một lúc rồi sử dụng AI để đưa lời khuyên về bức ảnh đẹp nhất.
Camera selfie 40 megapixel cũng là bước tiến lớn của thiết bị. Cảm biến lớn hơn cho phép sử dụng công nghệ ghép pixel 4 trong 1, tăng cường chất lượng hình ảnh so với Galaxy S20 và S20+. Đây cũng là camera selfie có độ phân giải lớn nhất trên smartphone nếu không tính tới các mẫu máy dùng camera sau làm camera trước luôn.
Galaxy S20 Ultra có pin lớn nhất trong bộ ba với dung lượng 5.000 mAh, hỗ trợ sạc nhanh 45W. Máy dùng màn hình 6.9 inch Dynamic Amoled, chứng nhận HDR10+ và độ phân giải 1440p+. Đằng sau màn hình là cảm biến vân tay siêu âm. Màn hình cũng có tốc độ làm tươi 120Hz và tỷ lệ nhạy cảm ứng 240Hz.
Là phiên bản cao cấp, Galalxy S20 Ultra sở hữu bộ nhớ lớn nhất lên tới 16GB RAM và dung lượng 512GB. Phiên bản rẻ nhất có RAM 12GB và bộ nhớ 128GB. Máy cho đặt hàng với giá 1.340 euro cho bản 128GB. Máy có phiên bản 4G và 5G (hỗ trợ cả mmWave và sub-6GHz), màu đen và xám.