荣耀V20搭载了麒麟980处理器，运行安卓9.0的Magic UI 2.0.1系统，在GPU Turbo2.0加持下，其流畅度和游戏性能均为顶级水平，作为游戏手机使用性能也是非常之强。
麒麟980作为2018年移动端SoC的旗舰级芯片，在规格上采用7nm工艺，集成69亿晶体管。并且采用最先进的Cortex A76架构，相比于上代麒麟970提升75%，并且在能耗上提升58%。在图形性能上，麒麟980采用Mali-G76 MP10，主频为720MHz，相比于上一代，Mali-G76的提高单位功耗性能和单位面积性能，性能密度相较于前代Mali-G72提高了30%，架构效率提升了30%。而且采用EAS调度算法，采用全新的能量度量标准，处理器大小核分工更精细，这些都使得麒麟980拥有现阶段移动端SoC中最强的性能。
而Magic UI所搭载的热巡航系统，能够实时监控手机温度，对不同发热的应用进行智能管控。当应用发热过大时则会进行冷却和限制等管控措施。并且还能智能监控系统，当应用耗电过大时，系统将会进行管控，先将应用进行冷冻，若应用仍然不停耗电，系统会智能清理后台，保证手机的续航。
荣耀V20搭载的GPU Turbo 2.0技术是一种软硬协同的图形加速技术，能够提高手机GPU的性能。它打通了EMUI操作系统以及GPU和CPU之间的处理瓶颈，在系统底层对传统的图形处理框架进行了重构，实现了软硬件协同，使得GPU图形运算整体效率得到大幅提升。
同时，荣耀V20还搭载Link Turbo全网络聚合加速技术。它可智能选择合适网络进行关键数据分流，保证及时应用的网络需求；还可让用户在Wi-Fi和蜂窝网络下，两路链接同时收发数据，保证关键数据的低延时。此外，荣耀V20采用双曲S形走向沿途经过camera模组、CPU、充电等，确保在大部分用户的应用场景中均可以有效的传输各类热源产生的热量，让散热更全面、效果更好。