Главной особенностью Huawei nova 15 Ultra стала уникальная камера Red Maple («Красный клен»): cмартфон впервые в индустрии получил 50-мегапиксельный фронтальный модуль с пиксельным алгоритмом спектрального анализа. Блок основной камеры состоит из трех 50-мегапиксельных RYYB-сенсоров, в основном модуле реализована переменная диафрагма (10 ступеней) и оптическая стабилизация. Также в основной камере установлена адаптивная вспышка (мощность регулируется в зависимости от фокусного расстояния съемки) и лазерный помощник автофокуса.

Флагманская модель построена на SoC Kirin 9010S и работает под управлением HarmonyOS 6 (заявленный прирост скорости работы интерфейса —18% в сравнении с предшественником). Несмотря на внушительную батарею емкостью 6500 мАч с поддержкой 100-ваттной проводной и 50-ваттной беспроводной зарядки, толщина корпуса составляет всего 6,8 мм. Смартфон также поддерживает спутниковую связь Tiantong и имеет защиту IP68/IP69. Диагональ экрана составила 6,84 дюйма.

nova 15 Pro также работает на Kirin 9010S, но с рядом упрощений (программная платформа — все та же HarmonyOS 6). Эта модель не поддерживает спутниковую связь, а набор камер скромнее: сверхширокоугольный модуль имеет разрешение 13 Мп, а вместо перископного модуля установлен модуль с телеобъективом и 12-мегапиксельным сенсором. Толщина Pro-версии составляет 6,9 мм. Размер экрана — те же 6,84 дюйма, подсистема питания тоже как у старшей модели, но беспроводной зарядки нет.

Обе модели поддерживают функции ИИ-обработки снимков и шумоподавления при звонках.