Hardware Procesory Nokia N9 jest wyposażony w Texas Instruments OMAP 3630, który jest układem typu System-on-a-chip wykonanym w 45-nanometrowym procesie CMOS. Zawiera on trzy jednostki przetwarzające: Główny procesor 1 GHz ARM Cortex A8, który obsługuje podstawowe operacje Procesor graficzny Imagination Technologies PowerVR SGX 530, który wspiera OpenGL ES 2.0 i jest w stanie przetwarzać do 14 milionów wielokątów na sekundę Procesor sygnałowy 430 MHz, TI TMS320 C64x, który dokonuje szybkiego cyfrowego przetwarzania tzw. sygnału cyfrowego z czego wynika nazwa układu, w tym takich jak: przetwarzanie obrazu dla kamer, przetwarzanie dźwięku dla telefonii i do transmisji danych.
Do przetwarzania wykorzystywana jest także pamięć RAM, ściślej rzecz biorąc komponent systemowy Compcache wykorzystuje część tej pamięci jako skompresowany, szybki swap.
Ekran i wprowadzanie (urządzenia wejściowe) Nokia N9 ma pojemnościowy ekran dotykowy (do 6 jednocześnie śledzonych punktów dotyku) o rozdzielczości 854 × 480 pikseli (FWVGA, 251 ppi) i przekątnej 3,9 cala (ok. 99 mm). Według Nokii model N9 jest zdolny do wyświetlania 16,7 miliona kolorów. Ekran AMOLED pokryty jest odpornym na zarysowania szkłem Corning Gorilla glass.