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内部结构方面，该机拥有一块5.2英寸2560×1440像素触摸屏幕，搭载2.2GHz八核64位联发科MT6795T处理器，内置3GB内存和32GB存储空间。这次M9+才用了联发科的CPU，相比于HTC One M9的1.9Ghz 64位高通晓龙810八核处理器，似乎除了节约成本外还没有找到升级的理由。
设计上，HTC One M9+沿用了HTC的双色金属机身，也被称为“双下巴”，当然，这种机身的优点也显而易见，更加经久耐用，手机质感舒适。另外，双扬声器的传统在HTC One M9+也得以保留。最大的改动为机身增加了一枚实体主键，支持指纹识别功能。
HTC双摄像头更清晰的理念更加巩固，该机采用了2000万像素+200万像素双镜头3D立体相机，前置摄像头为410万像素，摄像头的镜片和iphone6的材质一致也是蓝宝石玻璃材质，有效的提升了镜头的安全性能。
由于这款HTC One M9+针对中国市场，该机运行系统是基于Android 5.0优化China Sense UI，这也是HTC第一次推出国家特供版的Sense UI，它增加了扫码验证药品和食品的真伪等中国特色功能，也是它除了摄像头外的另一个大卖点。
