Cả hai phiên bản đều được chế tác hoàn toàn từ kính và kim loại. Trưởng bộ phận thiết kế phụ trách dự án này của Samsung đã chia sẻ rằng phần kính sử dụng trên Galaxy S6 và S6 Edge là loại Gorilla Glass 4 của Corning. 

Galaxy S6 mỏng manh hơn khi độ dày chỉ 6,8 mm trong khi với S6 Edge màn hình cong là 7 mm và không có khả năng chống nước.

Cả Galaxy S6 và S6 Edge đều được trang bị màn hình thuộc diện nét nhất thế giới hiện nay với độ phân giải QuadHD 2.560 x 1.440 pixel. Cấu hình trên smartphone dòng S mới của Samsung thuộc dạng "khủng" khi đây là hai mẫu điện thoại đầu tiên được trang bị vi xử lý nền tảng 64-bit 14 nm 8 nhân.

Dung lượng RAM 3GB nhưng là LPDDR4, còn bộ nhớ trong là dạng Flash với công nghệ cho tốc độ siêu nhanh UFS 2.0, gồm các bản 32/64/128GB. Tuy nhiên pin của máy vẫn chỉ ở mức 2600mAh.

Thông số camera không có nhiều thay đổi so với bản tiền nhiệm cũng như dòng Note khi sử dụng cảm biến 16 megapixel ISOCELL, tích hợp ống kính chống rung quang học OIS. Tuy nhiên khẩu độ trên S6 và S6 Edge lại đạt đến f/1.9 - cực kì tuyệt vời khi chụp ảnh thiếu sáng. Ngoài ra, camera trước được nâng lên với độ phân giải 5 megapixel, đáp ứng trào lưu selfie.

Bộ đôi Galaxy S6 và S6 còn được Samsung bổ sung hàng loạt tiện ích như khả năng thanh toán không dây Samsung Pay thông qua NFC hay bảo mật Knox, hỗ trợ mạng LTE Cat 6 tốc độ cao. 

Cả hai cũng sử dụng hệ điều hành Android 5.0 Lollipop, hỗ trợ tính năng sử dụng siêu tiết kiệm điện năng và chế độ sạc pin nhanh, cho thời gian ngắn hơn 1,5 lần so với S5, cũng như khả năng sạc không dây.

Samsung cho biết, hai mẫu smartphone cao cấp Galaxy S6 và S6 Edge sẽ được bán ra thị trường thế giới từ tháng 10/4 với nhiều phiên bản (bộ nhớ 32/64/128GB) và màu sắc khác nhau.