Главной особенностью смартфона стала система Dual Red Maple Imaging System, обеспечивающая точную и качественную съёмку как фронтальной, так и тыловой камерой. Huawei Nova 15 Ultra оснащён четырьмя тыловыми камерами по 50 Мп каждая с поддержкой технологии RYYB. Он получил объектив с переменной диафрагмой и оптической стабилизацией, перископический телеобъектив и сверхширокоугольный макрообъектив. Фронтальная камера использует алгоритм спектрального распознавания на уровне пикселей для максимально точной передачи цветов.

Толщина устройства составляет всего 6,8 мм — на 12,6% тоньше предшественника. Кроме того, в ультратонкий корпус nova15 Ultra встроен аккумулятор емкостью 6500 мАч с отрицательным электродом из кремния и углерода, а корпус получил защиту от пыли и воды IP68 и IP69.

Передняя панель выполнена из стекла Kunlun, а версия на 1 ТБ — первая в отрасли, в которой используется антибликовое закаленное базальтовое стекло Kunlun, снижающее блики на экране на 65%.