گوشی‌های سری نوت سامسونگ، طراحی خاص خود را دارند که آن‌ها را از گوشی‌های سری S جدا می‌کند. همان‌طور که انتظار می‌رفت گوشی Note 20 Ultra هم از قاعده طراحی گوشی‌های سری نوت پیروی کرده است؛ برای این گوشی لبه‌های تیز در نظر گرفته‌شده است. این در حالی است که لبه‌های گوشی گلکسی S20 Ultra کاملا گرد طراحی شده است. با قرار دادن گوشی Note 20 Ultra در کنار گوشی Note 10 Plus متوجه بهبودهای آن در طراحی خواهید شد؛ حاشیه صفحه‌نمایش تا لبه پایین گوشی کمتر شده و حفره سلفی هم کمی کوچک‌تر شده است. لبه‌های صفحه‌نمایش S20 Ultra همچنان با کمی انحنا همراه شده است. برای قاب جلویی پوشش گوریلاگلس Victus در نظر گرفته شده است که در واقع نسخه جدیدتری نسبت به گوریلاگلس 6 است.

گوشی Note 20 Ultra، تنها یک نوت نیست بلکه اولترا هم هست؛ تقریباً غیرممکن است که به قاب پشتی یک نگاه سریع و گذرا داشته باشید و متوجه برآمدگی دوربین سه‌گانه آن نشوید. ست-آپ دوربین سه‌گانه Note 20 Ultra به‌قدری بزرگ است که نمونه مشابه آن را قبلاً در هیچ گوشی دیگری ندیده‌ایم. با در نظر داشتن این‌که گوشی Note 20 Ultra ضخامت کمتری نسبت به گوشی S20 Ultra دارد، برآمدگی دوربین در آن حدود 0.4 میلی‌متر بیشتر است.

گوشی Note 20 Ultra دوربین اصلی خود را از پرچم‌دار فصل گذشته یعنی S20 Ultra قرض گرفته است. البته شرکت سامسونگ به‌جای این‌که تمامی ماژول‌های دوربین S20 Ultra  را عیناً به کار ببرد، تغییرات کوچکی را در آن ایجاد کرده است. دوربین اصلی Note 20 Ultra حول سنسور Isocell Bright HM1 شرکت سامسونگ شکل گرفته است. دوربینی که شرکت سامسونگ آن را «Nonacell» می‌نامد. کلمه Nona از کلمه لاتین ریشه می‌گیرد و به معنای عدد 9 است. این عدد در واقع نشان می‌دهد که هر 9 پیکسل کنار هم تشکیل یک پیکسل بزرگ‌تر می‌دهند که نتیجه آن ثبت تصاویر شارپ، با نویز کمتر و عملکرد بهتر در شرایط نور کم است. در واقع این روش نسخه پیشرفته‌تر از فناوری Quad Bayer است. اندازه پیکسل‌های ثبت‌شده در دوربین اصلی Note 20 Ultra برابر با 0.8 میکرومتر است؛ درست مانند بسیاری از دوربین‌های موجود در بازار که از فناوری Quad Bayer استفاده می‌کنند. بااین‌حال استفاده از فناوری Nonacell سامسونگ با ترکیب آرایه‌های پیکسلی 3 در 3 پیکسل‌هایی به بزرگی 2.4 میکرومتر را تشکیل می‌دهد؛ اندازه پیکسلی که در یک دوربین کامپکت 20 مگاپیکسلی با سایز سنسور یک اینچ می‌توان داشت. سنسور به کار گرفته شده در دوربین اصلی از لحاظ فیزیکی هم بزرگ است که توانایی خوبی در جمع‌آوری نور مورد نیاز دارد. همچنین سنسور بزرگ‌تر، با عمق میدان کمتر، امکان جداسازی سوژه از زمینه را فراهم می‌کند.

قلم Galaxy Note20 Ultra همان قلمی است که با گوشی‌های خانواده Note10 ارائه می‌شود؛ طراحی و ظاهر قلم بدون تغییر مانده است اما کاربری آن بهبود پیدا کرده است. سامسونگ تغییر قابل ملاحظه‌ای را تنها با کاهش مدت‌زمان تأخیر در S-pen ایجاد کرده است. تأخیر 9 میلی‌ثانیه‌ای در مقایسه با تأخیر 42 میلی‌ثانیه‌ای که در قلم Note10 شاهد بودیم. این بهبود، تجربه بهتری را برای کاربران به همراه دارد و هنگام کار کردن با آن کاملاً محسوس است. یکی از قابلیت‌های جدیدی که به S-pen اضافه‌شده، امکان استفاده از آن به‌‌عنوان نشانگر است. در واقع با قابلیت ژست‌های حرکتی، قلم‌ S-pen گوشی Galaxy Note20 Ultra بدون نیاز به لمس صفحه و با ترسیم شکل‌هایی می‌توانند فرمان‌هایی اجرا کنند.

گوشی Galaxy Note20 Ultra در میان پرچم‌داران سامسونگ، از آخرین و پیشرفته‌ترین دست آوردهای فناوری بهره می‌برد که باعث شده تا به محصولی بی‌رقیب تبدیل شود. صفحه‌نمایش سوپر آمولد با نرخ تازه‌سازی تصویر 120 هرتزی را کمتر گوشی هوشمندی می‌توان یافت. دوربین تله فوتوی پریسکوپی آن عملکرد فوق‌العاده‌ای دارد و برتری کاملی نسبت دوربین‌های پریسکوپی گوشی‌های دیگر دارد. بهره‌گیری از تراشه Exynos 990، حسگر اثر انگشت اپتیکال، امکان شارژ بی‌سیم با سرعت بسیار بالا، پشتیبانی از فناوری شارژ سریع PD و باتری پرقدرت 4500 میلی‌آمپرساعتی از دیگر ویژگی‌های این پرچم دار است.