Sự xuất hiện của Apple Watch Series 9 đồng thời đánh dấu việc giới thiệu một chip S9 SiP hoàn toàn mới, được tích hợp với số lượng bóng bán dẫn tăng lên hơn 60% so với Watch Series 8 và được cho là nhanh hơn tới 30%. Với phiên bản này, Apple cũng đưa vào khả năng xử lý các truy vấn của Siri trực tiếp trên đồng hồ mà không cần kết nối internet. Apple đã tuyên bố rằng khả năng đọc chính tả trên Watch Series 9 cũng đã được cải thiện lên đến 25% so với phiên bản tiền nhiệm. Màn hình của Apple Watch Series 9 được thiết kế hoàn toàn mới, có khả năng đạt độ sáng tối đa lên đến 2000 nits và có thể điều chỉnh xuống chỉ còn 1 nits khi cần thiết. Ngoài ra, Watch Series 9 cung cấp nhiều hành động khi người dùng chạm hai lần vào màn hình, bao gồm việc trả lời cuộc gọi, kết thúc cuộc gọi, và thay đổi bài hát. Các cử chỉ chạm hai lần sẽ được hỗ trợ bởi Neural Engine tích hợp trong chip S9, và nó sẽ xử lý dữ liệu từ nhiều cảm biến như gia tốc kế, con quay hồi chuyển và cảm biến tim quang học thông qua thuật toán học máy tiên tiến. Apple dự kiến sẽ kích hoạt tính năng này thông qua một bản cập nhật phần mềm vào tháng tới. Bên cạnh đó, Apple Watch Series 9 sẽ được trang bị hệ điều hành watchOS 10 với nhiều tính năng mới như Smart Stack, mặt đồng hồ mới, kết nối Bluetooth cải thiện, Compass Waypoints và nhiều tính năng khác. Watch Series 9 sẽ có sẵn trong các màu ánh sao, nửa đêm, bạc, đỏ và hồng cho vỏ nhôm hoặc vàng, bạc và than chì cho vỏ thép không gỉ. Đồng hồ sẽ có hai kích thước lựa chọn, bao gồm phiên bản 41mm và 45mm.