iPhone 6s 与 iPhone 6s Plus 的机身尺寸方面都略微变大变厚了，其中 iPhone 6s 厚度增到 7.18mm，比起 iPhone 6 的 6.9mm 变厚了一点，主要原因是使用全新 7000 系列铝合金，以及加入 3D Force 感应器零件，同时重量也从 129g 增加到 143g。
苹果并且还会对新 iPhone 的 Touch ID 进行了改良，第二代 Touch ID 不仅识别率更高，而且解锁速度也得到提升了，iPhone 仍是市场上指纹传感器速度最快，准确度最高的手机之一。
3D Touch 的技术成为了两款新 iPhone 屏幕的主要亮点。苹果介绍称，该技术可以感应多个不同纬度来自手指传递到玻璃屏幕的水平压力，包括轻点、按压和更强按压，系统会根据按压力道轻重的差异识别做出更多样化的反馈操作，特别是快捷操作、 Peek 和 Pop 全新功能。
新 A9 处理器，CPU 运算频率速度比 iPhone 6 的 A8 芯片快 70%，GPU 图形处理器快了 90%，比 A8 处理器小13%， 同样是桌面级的处理器。
新 iPhone6S 内部统一内置了新运动协同处理器 M9，M9 运动协处理器依然承担为 A9 分工的角色，用于收集来自加速感应器、陀螺仪、指南针和全新气压计等数据，可以持续测量运动数据，即使在设备处于睡眠状态下依然可用，相当于“全天候监测”，保证各种健康运动应用数据完整不间断，在一定程度上延长续航。
iSight 摄像头经过再次提升，四年来首次将传感器像素增至 1200 万像素，成为 iPhone 有史以来最大的一次飞跃。
