外觀上，華爲P9延續了之前P8系列簡約、方正的設計語言，使得華爲P9擁有很高的品牌辨識度，看一眼就能知道這是華爲的手機。使用了2、5D玻璃設計，同時機身中框也是帶有一定的弧度處理，再加上後殼邊緣的2、5D效果，整機相比前代在造型上看起來圓潤了一些，這些改變使華爲P9的握持手感獲得了一定程度的提升。採用金屬機身，背部注重突出金屬的質感，保留了材質特有的細膩與光澤。
硬件上，華爲P9搭載了麒麟955處理器，在前作麒麟950性能的基礎之上進一步提高了主頻，擁有更加強勁的性能，輔以3G+32G和4G+64G的存儲組合，足夠滿足日常需要。配置5、2英寸1080p顯示屏，內置3000mAh電池。 最關鍵的是，該機搭載了一組經由徠卡調教的雙攝像頭，雙1200萬像素，一顆黑白感光器負責收集細節和輪廓，而另一顆彩色感光器負責收集色彩，兩者合作成像，使得P9的拍照效果有了顯著增強。
