Thoạt nhìn, HTC One M9 có thiết kế giống M8, nhưng kì thực hãng điện thoại Đài Loan đã có nhiều thay đổi trong cách tạo ra sản phẩm này. Máy trải qua công đoạn hoàn thiện bằng quy trình đánh bóng phay xước, thân máy theo phong cách Dual Tone.

Nhờ được gia công kỹ lưỡng hơn, One M9 cho cảm giác cầm chắc tay hơn nhiều so với model tiền nhiệm.

Các cổng kết nối ở cạnh dưới.

Phím nguồn đã được mang xuống cạnh phải, nằm cùng phím âm lượng và khay SIM.

Cạnh trên chỉ chứa cổng hồng ngoại và mic ghi âm khi quay video.

Máy chạy trên Android 5.0 với giao diện Sense 7. Blink Feed chứa nhiều nguồn tin từ các trang báo Việt Nam.

Sense 7 cũng mang đến một màn hình home gồm 3 tùy chọn: ở nhà, nơi làm việc và ra ngoài. Tương ứng với ba tùy chọn này là ba cách sắp xếp ứng dụng khác nhau sao cho phù hợp nhất với từng hoàn cảnh sử dụng.

Máy sở hữu camera 20,7 MP ở mặt sau, không dùng công nghệ Ultra Pixel. Những thông số cơ bản của máy gồm màn hình 5 inch Full HD, chip Snapdragon 810 8 nhân, RAM 3 GB và bộ nhớ trong 32 GB (có thể mở rộng lên 128 GB).

Camera trước của model này có độ phân giải 4 MP Ultra Pixel. Trình chụp ảnh đã được tích hợp rất nhiều chế độ chụp cao cấp như chụp Bokeh, ghép ảnh, panorama... và hàng tá công cụ chỉnh sửa ảnh mà người dùng có thể không cần đến ứng dụng bên ngoài.