HTC U Ultra sử dụng khung kim loại kết hợp với chất liệu kính “contuored 3D” đem đến sự khác biệt hoàn toàn với các sản phẩm khác trên thị trường, cũng như các dòng sản phẩm trước đây của HTC. Thiết kế này còn đem đến sự bảo vệ tốt hơn cho bộ khung phía trong, hạn chế trầy xước. Đồng thời đem đến cho máy một vẻ ngoài ấn tượng, sang trọng và bắt mắt.
Đồng thời HTC cũng giới thiệu người Bạn đồng hành - HTC Sense Companion. HTC Sense Companion luôn học hỏi và thấu hiểu qua cách người tiêu dùng sử dụng điện thoại hàng ngày. Chiếc điện thoại gợi ý bạn nên mặc ấm hơn, đi làm về sớm hơn một chút nếu dự báo thời tiết sắp có tuyết; nhắc nhở bạn nên mang theo sạc dự phòng cho những chuyến đi dài; hoặc gợi ý nhà hàng khi bạn đang đi chơi xa cuối tuần và cả đặt bàn trước giúp bạn. Nhưng trên hết, chiếc điện thoại liên tục học hỏi và thấu hiểu bạn theo thời gian.
Ngoài ra, HTC U Ultra được tích hợp tính năng nhận diện giọng nói, nhờ vậy nó có thể nhận diện giọng nói của bạn và phản hồi ngay cả khi máy đang ở chế độ nghỉ (tắt màn hình). Chỉ cần nói để mở khoá điện thoại, đồng ý nhận hay từ chối cuộc gọi đến, bỏ qua hay nhắc lại báo thức, gởi tin nhắn hay thậm chí là chỉ đường mà không cần bất cứ thao tác chạm vào màn hình điện thoại.
HTC U Ultra được trang bị một cấu hình mạnh mẽ với bộ vi xử lý 4 nhân Snapdragon 821 với 2 lõi 2.15 GHz và 2 lõi 1.6 GHz đến từ Qualcomm, kết hợp với bộ nhớ RAM dung lượng 4 GB cùng chip đồ họa Adreno 530, cho máy khả năng xử lý nhanh và ổn định các tác vụ được yêu cầu bởi người dùng.
Smartphone HTC U Ultra được trang bị pin Li-Ion dung lượng 3000 mAh với thời gian đàm thoại lên đến 26 giờ hay thời gian chờ 312 giờ, cho phép người dùng thoải mái liên lạc với người thân, đồng nghiệp, hay có những trải nghiệm thú vị với các hoạt động giải trí đa phương tiện.
Thêm vào đó, HTC U Ultra sở hữu camera sau độ phân giải 12 MP được sử dụng cảm biến lớn với khả năng lấy nét 2 giai đoạn và tự động lấy nét bằng tia laser cho hình ảnh chụp sắc nét và sống động. Camera trước có độ phân giải 16 MP khẩu độ f/2.0, cùng góc nhìn rộng giúp người dùng có những bức ảnh selfie cực đỉnh.