华为P20系列整体延续了P系列设计，整体较为圆润。使用了“异形全面屏”+前置指纹识别的设计，符合华为一贯的旗舰机设计标准。P20 Pro采用分辨率为2240x1080的6.1英寸屏幕，材质为OLED。除了蓝色、黑色、粉金色之外，P20 Pro有一个极光配色，华为在2.5D弧面玻璃上加入了渐变机身颜色的设计，整体呈现出蓝紫色渐变，背部设计非常新颖。后来陆续推出极光闪蝶色、珠光贝母色，以及金棕色、雅黑色两款真皮限量版。

配置方面，华为P20 Pro处理器与Mate 10相同，依旧华为自家的海思麒麟970八核处理器，10nm制程工艺、GPU为Mail-G72MP12，内置人工智能专用处理单元NPU，配备6GB+64GB/128GB/256GB配置，使用4000mAh电池。

摄像头方面，华为P20 Pro前置搭载2400万镜头，支持5种3D人像光效。P20 Pro后置首次搭载了三颗摄像头，采用后置 4000万像素+2000万像素+800万像素（彩色+黑白+长焦）徕卡三镜头。具体参数主摄像头：4000万像素，1/1.73英寸RGB彩色图像传感器，具有Quad Bayer结构，f/1.8光圈镜头，等效焦距27毫米；副摄像头：2000万像素，1/2.78英寸黑白图像传感器，f/1.6光圈镜头，等效焦距27毫米；长焦摄摄像头：800万像素，1/4.4英寸RGB彩色图像传感器，f/2.4光圈镜头，等效焦距80毫米，配有光学防抖（OIS）。上方两枚镜头中央嵌入激光接收和发射器，可实现激光对焦，三枚镜头下方嵌入闪光灯及色温传感器，三倍光学变焦，支持960Fps超级慢动作摄像。