Về cấu hình kỹ thuật, iPhone 4S sẽ có 3 phiên bản: 16GB, 32GB và 64GB tương ứng với giá bán 199 USD, 299 USD và 399 USD. Trong khi đó, iPhone 4 sẽ chỉ được giữ lại phiên bản 8GB với giá bán 99 USD, các phiên bản có dung lượng cao hơn sẽ bị Apple ngừng sản xuất để kích cầu cho iPhone 4S. iPhone 3GS dung lượng 8GB thậm chí còn được cho không khi người dùng ký hợp đồng thuê bao dịch vụ với nhà mạng.
Về mặt kích cỡ, iPhone 4S không có gì khác so với iPhone 4 nhưng mỏng hơn 2,5mm so với iPhone 3GS. Màn hình của nó vẫn là màn hình RETINA 3,5 inch góc rộng, thay vì một màn hình cỡ lớn như trong tin đồn.
Camera là điểm cải tiến rõ nét so với iPhone 4 và iPhone 3GS. Nếu như 2 model tiền nhiệm lần lượt có độ phân giải là 5 chấm và 3 chấm, thì camera của iPhone 4S đạt độ phân giải 8 chấm và nhạy sáng hơn iPhone 4 tới 70%. Ngoài ra, camera này còn có thể quay video HD 1080p - tương đương với độ phân giải của một TV màn hình phẳng 40inch - với tốc độ lên tới 30 hình/giây. Camera này còn được trang bị khả năng chống rung/nhòe và giảm ồn tiếng động nền khi quay video. Trong khi đó, iPhone 3GS chỉ có thể quay video SD với tốc độ 30 hình/giây (có tiếng) còn iPhone 4 chỉ quay được video HD 720p, tương đương với TV màn hình phẳng đời cũ mà thôi.
Về thời lượng pin, tuy cấu hình mạnh hơn iPhone 4 khá nhiều song Apple tuyên bố thời lượng đàm thoại trên 3G lên tới 8 tiếng và 14 tiếng đối với 2G, lướt web liên tục trong 6 tiếng và 9 tiếng nếu dùng Wi-Fi, ít hơn một tiếng so với iPhone 4. Tuy nhiên cả 2 phiên bản đều xem được video liên tục trong 10 tiếng đồng hồ.
Cùng với camera, Vi xử lý cũng là linh kiện được cải tiến rõ rệt ở iPhone 4S. Apple đã "vay mượn" dòng chip lõi kép A5 đang dùng cho iPad để trang bị cho iPhone 4S, với tốc độ xử lý nhanh gấp đôi và tốc độ đồ họa/chơi game nhanh gấp 7 lần so với iPhone 4 hay iPhone 3GS, vốn sử dụng chip A4.
iPhone 4S cũng tích hợp công nghệ chat thấy hình FaceTime, tuy nhiên không có gì cải tiến hơn so với iPhone 4.
Cuối cùng, iPhone 4S sẽ được phân phối trên cả 3 mạng AT&T, Verizon và Sprint tại Mỹ, thay vì chỉ hai mạng AT&T và Verizon như của iPhone 4 hay độc nhất mạng AT&T của iPhone 3GS. Ngoài ra, với tiến độ 105 nước sẽ đón nhận iPhone 4S trước cuối năm, Apple tuyên bố đây sẽ là đợt phát hành iPhone nhanh nhất trong lịch sử của hãng.
Cấu hình của iPhone 4S tuy mạnh hơn iPhone 4 nhưng lại không tạo được ưu thế rõ nét cho Quả táo trước các đối thủ như Samsung hay Motorola và HTC.
Samsung Galaxy S II và HTC Sensation cùng trang bị chip lõi kép tốc độ 1,2GHz (Motorold Droid Bionic kém hơn một chút với tốc độ 1GHz), trong khi đó, Apple chỉ khẳng định chip A5 nhanh gấp đôi so với chip A4 chứ không tiết lộ tốc độ cụ thể. Camera 8 chấm của iPhone 4S cũng chỉ là sự "bắt kịp" các đối thủ mà thôi, bởi Galaxy S II hay Motorola Droid Bionic đều đã đạt đến độ phân giải này từ trước.
Tuy nhiên, với việc quyết định giữ nguyên kiểu dáng iPhone 4 cho iPhone 4S, con dế của Apple đã gây thất vọng cho nhiều fan mê màn hình cỡ lớn, nhất là khi một số dòng máy trên thị trường như Droid Bionic của Motorola đã trình làng màn hình cảm ứng lên tới 4,5 inch còn HTC Sensation là màn hình 4,3 inch.
Cả 4 mẫu dế này đều có dung lượng bộ nhớ 16GB là thấp nhất, nhưng trong khi 3 đối thủ còn lại đều sử dụng hệ điều hành Android thì iPhone 4S giới thiệu nền tảng iOS5 hoàn toàn mới với nhiều tính năng cải tiến. Một điểm đáng lưu ý khác là trong khi các đối thủ đã hỗ trợ mạng 4G như LTE hay WiMAx, cùng lắm là HSDPA+ siêu tốc thì iPhone 4S vẫn bằng lòng với công nghệ mạng 3G.
