HTC One A9 sử dụng chip 8 nhân 64-bit Qualcomm Snapdragon 617 với 4 nhân tốc độ 1, 5 GHz và 4 nhân tốc độ 1,2 GHz thay vì dòng Snapdragon 800 series cao cấp. Phiên bản bán ra tại Việt Nam có RAM 2GB và bộ nhớ trong 16 GB có thể mở rộng bằng thẻ nhớ. Cấu hình không cao nhưng nhờ chạy Android 6 cùng giao diện Sense mới nhất nên HTC One A9 vẫn chạy mượt mà tất cả các ứng dụng cũng như game nặng cần đồ hoạ cao như Asphalt 8 mà không có tình trạng giật lag. Điểm benchmark của máy cũng ở mức cao chỉ đứng sau các smartphone đầu bảng điển hình là One M9 cũng của HTC. Pin của HTC One A9 chỉ có dung lượng 2.150 mAh, khá thấp so với mức chung hiện nay của các smartphone. Tuy nhiên, với mức pin này, nhờ sử dụng màn hình AMOLED tiết kiệm pin và Android 6.0 tốt hơn nên One A9 vẫn cho thời gian sử dụng tốt đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong một ngày với người dùng bình thường khi nghe gọi, nhắn tin hay giải trí và chụp hình với kết nối 3G hoặc Wi-Fi. Bên cạnh đó, One A9 hỗ trợ sạc nhanh Quick Charge 2.0 và được thông báo sẽ sớm nâng cấp lên Quick Charge 3/0 ngay khi chuẩn này sẵn sàng cũng giúp cho người dùng không lo hết pin vì có thể sạc đầy tới 75% pin chỉ trong vòng 30 phút.
