手机的“心脏”依然是用户最关心的部分，三星Note20系列搭载骁龙865 Plus芯片处理器，采用和骁龙865一样的Kyro 585 CPU以及Adreno 650 GPU，CPU最高主频提升到3.1GHz，简单来说就是骁龙865的超频版。骁龙865 Plus的CPU和GPU性能均比上一代提升10%，三星Note20系列可以轻松应对包括大型游戏在内的各种复杂需求。

对比前代Note10+所搭载的骁龙855移动平台无论是CPU/GPU性能抑或是通信、AI等功能上都有了长足的进步，对比S20系列的骁龙865移动平台亦有10%左右的提升。

三星Note20拥有8GB+256GB存储版本，三星Note20 Ultra提供12GB+256GB/512GB的存储组合。内置4300mAh电池，三星Note20 Ultra内置4500mAh电池，根据官方公布的数据，30分钟可充电到50%以上。

当然，性能上的提升不只局限于核心。这一代Note20系列还配备了超纤薄散热系统，从而保证其性能的持续发挥。同时，三星Galaxy Note20系列的游戏加速引擎也进行了进一步优化并支持游戏免打扰等模式，可以为用户带来强劲持久的高性能游戏体验。