チップにはApple A8が採用され、iPhone 5sに搭載のApple A7同様64bitアーキテクチャとなっており、パフォーマンスはCPUが25%、GPUが50％向上したとしている。モーションコプロセッサーにはM8を採用し、新たに気圧計を組み入れたことで高度情報の取得も可能となった。

ディスプレイサイズの大型化に伴い、本体サイズも大きくなったものの、厚さは6.9mmと従来機の5sに比べて0.7mm薄くなっている。また、バッテリー持続時間も従来型より強化されている。

NFCによるApple Payに対応している。日本国内においては、おサイフケータイが採用するFelica規格に対応していないため、実際の店舗では使用できない。

ラインナップには128GBモデルが初めて登場したが、従来存在した32GBは廃止されたため、16GB・64GB・128GBの3モデル体制となった。カラーは5sと同じく、スペースグレイ・ゴールド・シルバーの3色の展開。