Samsung Galaxy S 4 to smartfon, którego obudowa została wykonana z poliwęglanu. Nie jest to konstrukcja typu monoblock, więc użytkownicy mają dostęp do baterii. Telefon ma wymiary 136,6 x 69,8 x 7,9 mm i waży 130 g.

Telefon działa w oparciu o system Android 4.2.2 Jelly Bean z interfejsem TouchWiz UI. Wydajność ma zapewnić czterordzeniowy procesor 1,9 GHz lub ośmiordzeniowy 1,6 GHz (w zależności od rynku) wspierany GPU PowerVR SGX 544MP oraz 2 GB pamięci RAM. Samsung przygotował trzy warianty pojemności wbudowanej pamięci - do wyboru 16 GB, 32GB oraz 64 GB. Nie zrezygnował też ze złącza kart microSD, dzięki czemu pamięć można rozszerzyć nawet o dodatkowe 64 GB.

Ekran ma przekątną 5 cali. Wyświetlacz Super AMOLED ma rozdzielczość 1080x1920 pikseli i został zabezpieczony szkłem Gorilla Glass 3. Piksele zostały gęsto upchnięte - 441 ppi to świetny wynik. Pojemnościowy ekran dotykowy multitouch można obsługiwać w rękawiczkach a dzięki funkcji Air View możliwe jest obsługiwanie smartfona bez dotykania bezpośrednio ekranu.

Telefon został wyposażony w zestaw czujników. Na pokładzie znalazł się akcelerometr, czujnik zbliżeniowy, czujnik oświetlenia, żyroskop, barometr, czujnik wilgotności, termometr oraz sensor IR odpowiedzialny za działanie funkcji Air Gesture, która rozpoznaje gesty użytkownika. Ciekawostka jest funkcja pilota zdalnego sterowania.

Samsung Galaxy S 4 będzie dostępny w wersji 3G oraz 4G LTE. Ta pierwsza pozwoli na szybką transmisję danych HSPA+ 42,2 Mbps DL i 5,76 Mbps UL. Nie zabrakło łączności Bluetooth 4.0, Wi-Fi 802.11 a/b/g/n/ac, NFC oraz GPS z obsługą AGPS i GLONASS. Główny aparat ma rozdzielczość 13 Mpx, autofocus, flesz LED, geotagging, touch focus, wykrywanie twarzy i uśmiechu, stabilizację obrazu, BIS, HDR, szybką elektroniczną migawkę oraz nagrywanie wideo w jakości [zasłonięte]@30fps. Z przodu znalazła się kamera do rozmów wideo 2 Mpix, która również pozwala nagrywać wideo w jakości Full HD.