HTC One M9 nhìn chung vẫn sở hữu thiết kế không đổi nhiều so với phiên bản trước đó nhưng vẫn có nhiều điểm hoàn thiện tốt hơn trước. Theo như công bố, HTC One M9 được trang bị màn hình 5 inch Full HD, chạy chip xử lý 64-bit Snapdragon 810, chip đồi họa Adreno 430, RAM DDR4 3 GB, bộ nhớ trong 32GB có hỗ trợ mở rộng thông qua khe cắm thẻ nhớ microSD cùng với 100 GB dung lượng miễn phí từ dịch vụ lưu trữ đám mây Dropbox trong vòng 2 năm.
HTC One M9 được cài đặt sẵn hệ điều hành Android 5.0 Lollipop trên nền giao diện HTC Sense 7 mới nhất khi xuất xưởng. Giao diện Sense 7 mới có nhiều tính năng mới, trong đó có việc cho phép người dùng có thể biên tập hình ảnh hay nhiều dạng hình thù khác nhau, tùy chọn kết hợp hai hình thành một hình và chia sẻ tới các mạng xã hội.
Ngoài ra, HTC One M9 vẫn sẽ được tích hợp sẵn cặp loa BoomSound, đồng thời công nghệ âm thanh cũng được nâng cấp đáng kể nhờ sử dụng công nghệ Dolby Surround 5.1 cho âm thanh to và rõ ràng hơn. Một tính năng nữa cũng được HTC giới thiệu đó là HTC Connect, tính năng này sẽ cho phép người dùng có thể vuốt 3 ngón tay về phía trước để gửi các tệp tin đa phương tiện từ máy tới TV có kết nối gần nhất.
Về khả năng chụp ảnh và quay phim, HTC đã tiến hành thay đổi cụm camera kép của phiên bản One M8 trước đó bằng cảm biến 20MP với khẩu độ f/2.2 kèm đèn flash LED kép, hỗ trợ quay video 4K. Theo HTC cho biết, cụm camera này còn có điểm đặc biệt khác nhờ sử dụng lớp kính sapphire bảo vệ và cảm biến BSI thế hệ mới nhất.
Tuy nhiên, HTC không từ bỏ công nghệ Ultrapixel đã từng gắn bó mà chỉ đưa công nghệ này tới camera trước của máy nhằm tận dụng khả năng chụp ảnh thiếu sáng giúp cải thiện chất lượng các bức hình selfie của người dùng tốt hơn.
Máy hỗ trợ đầy đủ các kết nối thông dụng hiện nay như Wi-Fi chuẩn ac, Bluetooth 4.1, NFC, GLONASS, kết nối LTE Cat 6 hoặc Cat 9 (tùy khu vực) hỗ trợ tới hơn 21 băng tần LTE khác nhau. Bên trong, máy còn được tích hợp sẵn viên pin liền máy dung lượng 2.840 mAh kèm công nghệ sạc nhanh.
Theo HTC khẳng định, One M9 sẽ chính thức được bán ra tại các thị trường Châu Á - Thái Bình Dương, EMEA và Bắc Mỹ bắt đầu từ giữa tháng Ba tới. Có 4 màu sắc cho người dùng lựa chọn bao gồm vàng, bạc, hồng và khói súng.
HTC hiện vẫn chưa công bố giá bán chính thức cho sản phẩm, tuy nhiên theo thông tin rò rỉ trên website Best Buy trước đó, mức giá bán lẻ của HTC One M9 tại website này là 650 USD, tương đương 13,8 triệu đồng, một mức giá khá dễ chịu cho một flagship mới ra mắt.