vivo X9s採用5.5英寸Super AMOLED材質螢幕，機身高度為152.6毫米，寬度為74.2毫米，厚度為6.99毫米，重量為155.3克。有金色、玫瑰金、磨砂黑和活力藍四種顏色。
vivo X9s搭載驍龍652處理器，運行FuntouchOS 3.1作業系統。前置2000萬像素攝像頭+500萬像素攝像頭，支持知性美顏3.5、人像雙攝和動態照片等功能，後置1600萬像素單攝像頭，擁有運動防抖、逆光模式等。電池容量為3320毫安時，支持雙引擎閃充功能。配置3.5毫米耳機接口，支持前置指紋識別功能。
vivo X9s前置配備2000萬像素+500萬像素雙攝像頭，後置1600萬像素單攝像頭。擁有人像拍攝，自動模式，智慧型模式，知性美顏3.5功能，並配備了全局柔光燈。
人像雙攝虛化
vivo X9s相機的智慧型模式將夜景、逆光、AIS自動防抖集成到普通模式中，減少切換操作的複雜程度。知性美顏3.5功能融入了大數據分析，可以記住用戶常去的地點，進行針對性的美顏和調整；“先拍照後對焦”功能，可以在拍完照片後重新編輯選擇對焦點，並且可以調節電子光圈的大小以獲得不同程度的背景虛化效果。vivo X9s配備的全局柔光燈無論是弱光自拍，還是視頻、第三方相機，都可以使用柔光燈打光。
網路
vivo X9s採用驍龍LTE數據機，支持移動、聯通、電信三大運營商4G+網路，下行速率達300兆比特每秒，上行速率達100兆比特每秒。此外，vivo X9s還加入了Signal+技術，通過新的天線增益和靈敏度算法，使手機在不同的環境下快速切換網路，並提升弱信號下的通信能力。
分屏多任務3.0
vivo X9s支持分屏多任務3.0功能，增加了對QQ瀏覽器、天貓等套用的分屏功能，同時增加了一屏二用的使用場景。
遊戲功能
vivo Game Engine加入了遊戲鍵盤、遊戲免打擾功能。遊戲鍵盤通過對鍵盤結構的重構和最佳化，以懸浮框的形式顯示；遊戲免打擾功能可在遊戲過程中禁止懸浮通知訊息。
作業系統
vivo X9s搭載基於安卓7.1的FuntouchOS 3.1作業系統，支持套用分身，分屏多任務，兒童模式，智慧型簡訊識別等功能。
