OnePlus 9和OnePlus 9 Pro均配有哈苏(Hasselblad)调整的后置摄像头。OnePlus和Hasselblad的研发部门都在手机的颜色和传感器校准方面进行了合作，以期将来在传感器本身上进行合作。
另一个关键的升级是在超宽范围内使用更大的传感器。根据OnePlus的说法，所使用的传感器的尺寸是Apple iPhone 12 Pro Max超宽传感器的三倍以上，从而在超宽镜头中提供了更高的细节水平。OnePlus还采用了自由曲面镜头，可将鱼眼失真降低至1%。
从审美上讲，默认照相机应用程序中的快门按钮现在也变为橙色，以表示对哈苏相机快门按钮的敬意。如果您想更好地控制拍摄，还可以使用哈苏(Hasselblad)风格的专业模式(Pro Mode)。
OnePlus 9 Pro的主摄像头包含一个独家的48MP传感器，进一步配备了12位RAW输出，比普通电话摄像头提供了64倍的色彩信息，以及2x2 OCL的全像素自动对焦功能。
OnePlus 9 Pro的视频功能也有所改进。它可以8k30fps和4k120fps拍摄。DOL-HDR在视频录制期间同时提供多次曝光。在计算摄影技术上使用Nightscape Video 2.0图层，以改善低照度视频中的光吸收。
OnePlus 9 Pro拥有一个新显示器，该显示器将多个旗舰显示器功能整合到一个名为FluidDisplay 2.0的系列中。基本上，LTPO AMOLED显示器的功耗比其前代产品低50%。虽然9 Pro的QHD +分辨率面板仍可以达到120Hz的最大刷新率，但现在可以根据应用程序类型进行自适应。同样，Hyper Touch可以利用显示器改进的触摸采样率，即使某些选定的游戏也可以使用它。超级视频分辨率可将社交媒体应用中质量较低的网络视频自动上采样到更高的分辨率。
OnePlus 9系列手机使用了高通公司的Snapdragon 888，因为这实际上是高通公司如今最好的旗舰级移动平台，这是任何电话制造商都能得到的。根据OnePlus的说法，除了两个下一代增强功能：内置5G调制解调器和LPDDR5 RAM外，与之前的产品相比，它的CPU和GPU性能提高了25%，CPU和GPU性能提高了35%。
当然，功能强大的芯片组会发热，因此OnePlus包括一个五层散热系统，以帮助手机进行热量管理。OnePlus的热管理系统的图示表示时间上会出现2°C的差异，仅次于Samsung Galaxy S21 Ultra。
