プロセッサは6コア（2＋4コア）の新しい「A11 Bionic」チップを採用。iPhone 7／7 Plusに搭載していたA10に比べて処理性能が最大70％高速化、新設計の3コアGPUはグラフィックス性能を最大30％高速化したという。
カメラは有効1200万画素で、60fpsの4Kビデオ撮影、最大240fpsの1080pスローモーションビデオ撮影、光学式手ブレ補正などに対応。クアッドLED True Toneフラッシュなどを備える。iPhone 8 Plusは広角（F値1.8）と望遠（F値2.8）の2種類のレンズが並ぶ「デュアルレンズカメラ」を採用する。
