プロセッサは iPhone 5 と同じ「A6」ですが、CPU のクロック周波数が 1GHz から 1.6GHz に、さらに GPU は1世代上と思われる PowerVR SGX544MP4（クアッドコア）になると予想されています。

液晶ディスプレイについては、iPhone 5S は IGZO パネルを搭載するので、従来よりも消費電力が少なくなり、バッテリ稼働時間も伸びるとしています。

カメラは800万画素から1,200万画素に増強され、LED フラッシュの数も増やすことで暗所での撮影能力を向上させると考えられています。

指紋認証については、従来からの噂通り、ホームボタンにセンサーが内蔵されると予想しています。