三星Galaxy Note 20 Ultra搭载了6.9英寸QHD+ Super AMOLED显示屏，支持120Hz刷新率，3088×1440分辨率、像素密度达到496ppi，以及提供HDR10+支持。中间打孔屏幕配置1000万像素自拍摄像头。内置S Pen通过三星Note 20 Ultra成功地将输入延迟降低到仅9ms，此外，S Pen还获得了一些新的手势，用于滚动、打开应用程序和系统导航。

拍照方面，Galaxy Note 20 Ultra配置10800万像素后置主摄像头，1200万像素长焦传感器相机，1200万像素超广角传感器相机。这套系统可提供高达50倍的混合变焦。三星还增加了对24fps/8K视频录制的支持，而且也支持“电影级”的21:9宽高比视频拍摄。此外，还有“专业视频”模式，对焦、音频、曝光、变焦速度等控制。