华为麒麟960芯片采用16nm FFPlus工艺制程和“大小微”核架构，即4颗2.4GHz的A73+4颗1.8GHz得A53核心再加一颗微核i6，能效提升15%，单核性能比上一代提升10%，多核提升18%。DDR性能提升90%，文件加密读写性能提升180%。GPU方面，麒麟960采用Mali G71MP8。此外，麒麟960完整支持Vulkan图形标准，对CPU负载较重的图库、UI特效等，相比此前的OpenGL有大幅提升。

VR方面，华为麒麟960可以提供高达2K@90fps分辨率，MTP时延小于18毫秒，对各种类型的VR产品将有更好的支持。

i6是麒麟960创新的“大小微”核架构的微核部分，与大核A73、小核A53协同共享资源，可在大小核都休眠的情况下，独立接管手机的轻量级任务。

麒麟960支持华为第三代双摄技术，可模拟人眼深度感知3D对焦，采用Hybrid混合对焦技术，根据拍照环境智能选择合适对焦模式，更快更准并支持4K硬件视频防抖。麒麟960支持黑白双摄实时融合处理，能够捕捉更多细节和光影，提供1X-4X范围无级变焦人像虚化拍摄模式。

i6是麒麟960创新的“大小微”核架构的微核部分，与大核A73、小核A53协同共享资源，可在大小核都休眠的情况下，独立接管手机的轻量级任务。相比上代i5，PDR业务功耗下降了75%；计步业务下降40%；内存增加了30%。

麒麟960采用第三代自主研发的智能音频解决方案Hi6403，内嵌专用音频DSP，支持4载波聚合，最高可达600Mbps的的峰值下行速率。支持HD Voice+。与iPhone7 Plus对比，麒麟960在通话质量明显更优秀，语音更清晰。

麒麟960安全引擎集成在SoC芯片内，是全球首个16nm工艺集成inSE的手机SoC芯片。麒麟960安全处理性能是普通安全芯片的4倍以上，同时具备物理攻击能力。并且获得了央行和银联双重安全认证，具有和银联IC卡/U盾相同安全等级。

实测中，麒麟960在14个常用应用的打开速度测试中，有13项领先。

GeekBench 4.0跑分，麒麟960的CPU和GPU性能超越骁龙821，单核性能依旧弱于苹果A10，但多核性能超越了目前所有期间处理器。