ディスプレイは5.1インチFull HD Super AMOLEDを採用する。最大輝度は500カンデラ/平方mで、画面内の画像の明るさによってトーンカーブを細かく調整する。2カンデラ/平方mまで輝度を下げることも可能。色調やコントラストを調整するAdaptive Displayも搭載する。
LTE Cat.4、802.11ac、Download Boosterに対応し、より高速な通信が可能になった。Download Boosterは、LTEと無線LANで通信を行ってダウンロード速度を高速化する技術で、「1GBのファイルを30秒でダウンロードでき、今までにないスピードを体感できる」という。
カメラは、高速なAF、HDR、ユーザーエクスペリエンスの改善、という3点を特に強化。AFは、撮像素子にAFセンサーを組み合わせて位相差AFを実現。同社のミラーレスカメラのNXシリーズでも採用されている技術で、これによって最速0.3秒という高速なAFを可能にした。
HDRや、ボケを強調し、一眼レフカメラで撮影したような背景のボケを実現するSelective Focus機能なども、NXシリーズで培った技術を投入。カメラ機能の大幅な向上を図った。
「Stay Fit(いつでも身につけられる)」では、IP67相当の防水防塵機能を搭載。雨の中でも問題なく利用でき、いつでもGALAXY S5を利用できる。