Beim HTC One S9 kommt ein 5 Zoll (ca. 12,7cm) großer Super-LCD-Bildschirm zum Einsatz. Darüber liegt Gorilla Glass, welches jedoch ist nicht bekannt. Der Bildschirm unterstützt Multi-Touch.
Als Betriebssystem wird Android in Version 6.0.1 ausgeliefert, welches von HTC mit der Benutzeroberfläche HTC Sense versehen wird. Zur Klangoptimierung kommt Dolby Audio zum Einsatz.
Als Hauptkamera auf der Rückseite kommt eine 13-Megapixel-Kamera mit optischer Bildstabilisierung zum Einsatz, die von einer dualen LED beleuchtet wird. Videos können maximal in Full-HD-Auflösung aufgenommen werden. Die Frontkamera besitzt 4 Megapixel.
Die Rückseite des One S9 ähnelt stark der des One M9. Die Vorderseite geht eher in die Richtung des neueren HTC 10, besitzt aber noch Stereo-Lautsprecher auf der Vorderseite. Diese sind nicht mehr netzähnlich, sondern zwei Schlitze im Design des oberen HTC-10-Lautsprechers. Neben dem oberen Lautsprecher sind die Sensoren und daneben die Frontkamera.