Mate 20 Pro được trang bị màn hình OLED kích thước 6,4 inch độ phân giải 3.120 x 1.440 pixel, hỗ trợ HDR 10. Đây là một trong những smartphone có màn hình đẹp nhất hiện nay, không hề thua kém Galaxy Note9 hay iPhone XS Max.
Máy có thiết kế khung kim loại và hai mặt kính giống mẫu P20 Pro cao cấp ra mắt giữa năm. Điểm khác biệt so với P20 Pro là cụm 3 camera được đặt giữa lưng máy, trong một khung vuông, thay vì lệch về cạnh. Mate 20 Pro có khả năng chống nước theo chuẩn IP68 - chuẩn cao nhất dành cho các smartphone hiện nay.
Phần tai thỏ của máy khá lớn, giống iPhone Xs Max, do phần này chứa cụm camera với công nghệ nhận diện khuôn mặt 3D, cho khả năng bảo mật giống như FaceID của Apple. Huawei trang bị công nghệ VCSEL - phát ra một chùm tia laser giúp nhận diện gương mặt nhanh và chính xác hơn ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu.
Mate 20 Pro là smartphone cao cấp đầu tiên tại Việt Nam trang bị cảm biến vân tay dưới màn hình. Cảm biến này có thể nhận diện được 10 cấp độ lực khác nhau, giúp nhận diện nhanh hơn 30% so với các cảm biến dưới màn hình trước đây. Trải nghiệm thực tế, máy nhận diện chính xác nhưng vẫn chậm hơn so với các cảm biến một chạm vật lý hiện có.
Cụm camera trên Mate 20 Pro gồm 3 camera và một đèn flash, trong đó, camera chính độ phân giải 40 megapixel khẩu độ f/1.8, camera góc siêu rộng độ phân giải 20 megapixel f/2.2 - đây là điểm khác biệt với P20 Pro - và cuối cùng là camera tele 8 megapixel f/2.4 với khả năng zoom quang học 3x có chống rung quang học. Cảm biến ảnh của máy lớn hơn so với cảm biến trên iPhone XS hay Galaxy Note9.
Giao diện chụp hình không khác biệt so với P20 Pro. Công nghệ AI giúp chống rung tốt hơn. Ngoài ra, model này còn cho phép quay phim xóa phông.
Về phần cứng, Huawei trang bị cho máy chip xử lý Kirin 980 với 2 chip NPU (Neutral Processing Unit) giúp xử lý các tác vụ AI cho smartphone của mình. Đây là chip được sản xuất trên quy trình 7nm giống chip của iPhone thế hệ mới nhất. Máy có RAM 6 GB cùng bộ nhớ trong 128 GB.
Mate 20 Pro có pin dung lượng là 4.200 mAh, có thể sạc đầy 70% pin chỉ trong vòng 30 phút nhờ công nghệ sạc nhanh SuperCharge với công suất tới 40W. Ngoài ra, Mate 20 Pro còn được trang bị sạc nhanh không dây 15W, người dùng cũng có thể sử dụng Mate 20 Pro để sạc không dây cho các thiết bị khác có hỗ trợ sạc không dây như iPhone Xs hay Galaxy Note9.
Huawei là một trong số ít các hãng còn trang bị mắt điều khiển hồng ngoại để điều khiển các thiết bị ngoại vi khác trên smartphone của mình. Máy không có giắc cắm tai nghe nhưng được trang bị loa kép giống như Note9.
Máy hỗ trợ 2 sim và sử dụng chuẩn thẻ nhớ mới là Nano Memory với kích thước nhỏ như một chiếc sim nano thay vì thẻ nhớ microSD như hiện nay.