L'appareil a le même design que l'iPhone 3G, mais offre de meilleures performances que celui-ci, dues à un processeur plus puissant et un doublement de la mémoire vive qui passe de 128 à 256 Mo.
L'iPhone 3GS dispose par ailleurs d'un nouvel objectif photo de 3 Mpx, à comparer aux 2 Mpx des générations précédentes, qui dispose désormais de fonctions d'autofocus. Il suffit maintenant de taper à un endroit sur l'écran pour faire le point sur cet élément. La prise de clichés en modes "nuit" et "macro". Mais surtout, cette nouvelle version permet d'enregistrer de la vidéo, jusqu'à 30 images par seconde, avec le signal audio simultanément.
Il est ensuite possible de lire les vidéos prises, et d'en éditer le début et la fin directement sur l'appareil. Il est également possible de les envoyer par email, MMS, MobileMe et YouTube. De plus, cette version propose de nombreuses améliorations en matière d'accessibilité: une pression prolongée sur le bouton Home active le contrôle vocal.
Lors de la présentation de l'iPhone 3GS, des exemples furent donnés:
- "Call Scott Forstall" ("Appeler Scott Forstall") lance un appel,
- "Plays songs by the Killers" ("Jouer les morceaux de The Killers),
- "What's playing?" ("Qu'est-ce que j'entends ?", "Que joues-tu ?") .
D'autres fonctions de ce type sont également disponibles : augmentation du contraste, inversion des couleurs, zoom sur l'écran, lecteur d'écran. Enfin, on notera la possibilité de crypter des données.
En outre, l'iPhone 3GS est équipé d'un magnétomètre (une boussole numérique). Une application "Compass" ("Boussole" en Français) est intégrée à Google Maps pour orienter la carte dans le sens de l'iPhone 3GS.
