従来までのiPhoneは複数のモデルが発表される際もディスプレイのサイズが統一されていたが、今回は異なる2種類のサイズのモデルが開発されており、本機種は5.5インチとiPhoneでは初となる5インチ以上の画面サイズを搭載した機種で、iPhone 6の画面を大型化した上位機種である。

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7.1mmと従来機の5sに比べて0.5mm薄くなっているため、大きな負荷が加わると折れ曲がる可能性がある。また、バッテリー持続時間も従来型より強化されている。

チップにはApple A8を採用、iPhone 5sに搭載している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。

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色が販売される。