iPhone XS Max搭载全新A12仿生处理器，采用了7纳米制程、集成69亿晶体管，结构为6核处理器、4核GPU以及神经网络引擎，其中重点是神经网络引擎从去年A11的双核提升至8核、可以实现更高效的处理和实时机器学习，达到每秒5万亿的运算效果。
iPhone Xs Max后置双1200万像素广角+长焦摄像头，前置700万像素镜头。支持光学防抖，其传感器也得到了改进升级。而且，两款新iPhone还配备了景深调节滑块，允许用户在照片应用中调整照片的景深效果。
iPhone Xs Max搭载了6.5英寸的OLED屏幕，拥有三种颜色，金色 银色 深空灰，支持IP68防水防尘。iPhone Xs Max背部造型同现款的iPhone X类似，都是采用了竖排双摄的设计风格。
网络制式方面，iPhone XS Max首次支持双卡双待功能，不过值得一提的是，国际版本的iPhone XS系列采用单卡+eSIM虚拟卡的方式，而苹果为中国版本单独推出了双实体SIM卡版本。