Smartwatch ini mengusung baterai berkapasitas 800 mAh, meningkat 35% dibandingkan Galaxy Watch Ultra generasi sebelumnya. Ditenagai Snapdragon Wear Elite Platform, Galaxy Watch Ultra2 menetapkan standar baru untuk performa, kecepatan, dan akurasi pelacakan GPS pada lini Galaxy Watch Ultra. Layarnya yang lebih besar juga menghadirkan tingkat kecerahan hingga 5.000 nits, menjadikannya smartwatch pertama di dunia dengan tingkat kecerahan tersebut, sehingga layar tetap terlihat jernih bahkan di bawah terik sinar matahari.
Galaxy Watch Ultra2 memiliki casing titanium tahan benturan berukuran 47 mm, namun dengan ukuran yang 12% lebih ramping daripada pendahulunya. Berat bodi jam tangannya tetap 61,5 g, namun Samsung membuat tali jam (strap) baru yang lebih ringan dan lembut, sehingga berat keseluruhannya terasa sedikit lebih ringan.
Smartwatch ini ditenagai Snapdragon Wear Elite, chipset 3nm dengan CPU 5 inti yang mendukung GPS frekuensi ganda (L1+L5), LTE, Bluetooth 6.0, Wi-Fi dual-band, dan NFC. Pada Watch Ultra2, chipset ini dipasangkan dengan RAM 2GB dan penyimpanan internal 64GB, serta menjalankan sistem operasi One UI 9 Watch sejak awal.
Galaxy Watch Ultra2 hadir dengan tiga pilihan tali jam yang disesuaikan untuk aktivitas petualangan:
Samsung Galaxy Watch9 hadir dalam dua varian ukuran, yaitu 40 mm dan 44 mm. Lebih tepatnya, bodi berbentuk persegi bulat ini berukuran 42,7 x 40,4 mm dan 46,0 x 43,7 mm. Kedua ukuran tersebut memiliki casing aluminium dengan ketebalan 8,6 mm—tidak berubah dari generasi Watch8. Kedua versi ini juga memiliki berat yang sama seperti sebelumnya, yaitu 31,5 g dan 43,0 g.
Kedua ukuran tersebut mengusung layar OLED melingkar dengan kecerahan puncak mencapai 3.000 nits. Varian 40 mm memiliki layar 1,34 inci (438 x 438 px), sedangkan varian 44 mm memiliki layar 1,47 inci (480 x 480 px). Seperti model Ultra2, layarnya dilindungi oleh kristal safir.