Смартфон отримав екран Dynamic AMOLED 2X діагональ 6,8 дюйма з роздільною здатністю QHD+ з адаптивною частотою оновлення зображення від 10 до 120 Гц, а його якість досягає 1500 кд/м2. Це перший смартфон з підтримкою стилусу S Pen, який додає користувачу пропонують стандартну версію електронного переходу та S Pen Pro з підтримкою Bluetooth на повітряних жестах (продається окремо). Екран захищений стеклом Corning Goriila Glass Victus. Samsung використав новий ультразвуковий дактилоскопічний датчик для розпізнавання користувачів, який має в 1,7 рази більшу площу і срабатывает бистреє.
Samsung Galaxy S21 Ultra оснащений акумулятором ємності 5000 мА•ч і підтримкою швидкої зарядки, що дозволяє поповнити зарядний акумулятор на 50% за повну. Як і очікувалося, зарядне пристрій у комплекті поставок стане більше, як і наушники. Перехід до камери, фронтальна тут отримав датчик зображення з роздільною здатністю цілих 40 Мп, в основній камері встановлено чотири датчика зображення. Samsung підтверджує, що це сама найкраща камера.
Широкоугольний модуль має роздільну здатність 108 Мп, ультраширокоугольний модуль оснащений датчиком зображення роздільною здатністю 12 Мп. Камера пропонує в 64 рази більш багаті кольори і в тому числі більший динамічний діапазон порівняння з S20 Uita. Також є можливість створення 12-6итних RAW-файлов.
Вперші на смартфоні Samsung реалізувала відеосъємку 4K при 60 к/с з усіма модулями основної камери та фронтальної камери. Також заявлений дуже якісний зум (100х Space Zoom). За фактом один модуль забезпечує 3-кратний оптичний зум, ще один – 10-кратний оптичний зум. Останнє робиться програмно.
Також заявлено, що технологія Bright Night на Galaxy S21 Ultra – це самий великий прорив Samsung у новій фотозйомці. Конечно же, смартфон отримав стереодинаміки, NFC, Wi-Fi 6E, захист IP68, безпровідну зарядку та прочі технології.