Huawei Mate 9 được làm từ kim loại, trang bị màn hình 5.9 inch độ phân giải 1080p, máy chỉ dày 7,5mm và nặng 190g. Bên trong, Mate 9 sử dụng chip Kirin 960 lõi tám gồm 4 nhân Cortex-A73 xung nhịp 2.4GHz và 4 nhân Cortex-A53 xung nhịp 1.8GHz. Chip dùng GPU ARM Mali-G71 MP8, kết hợp cùng RAM 4GB.

Điểm nhấn của Huawei Mate 9 chính là camera Leica thế hệ 2. Nó là cụm camera kép với cảm biến 20MP f/2.2 để chụp ảnh đơn sắc và cảm biến 12MP f/2.2 chụp ảnh mầu. Hai ống kính đều có tính năng chống rung quang học và sử dụng chế độ lấy nét lai 4 trong 1, bao gồm lấy nét theo pha, theo độ tương phản, theo độ sâu và laser. Bên cạnh đó là đèn flash LED kép hai tông.