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Galaxy S23 Ultra 基本延续前代轻薄均衡的方正外观，取消后摄影像模组饰板，镜头直接凸出在机身外，但调整了显示屏和背面的曲线半径，让摄像头变得更大了。机身由超坚固的装甲铝中框作支撑，正面和背板均覆盖坚固的大猩猩 Gorilla Glass Victus 2玻璃，具备IP68级的防尘防水性能。依旧内置S Pen手写笔，可从手机底部弹出，易用性、可玩性非常高，支持书写、素描或操控手机。整机尺寸163.3*77.9*8.9mm，重量233克。官方提供悠野绿、悠雾紫、悠柔白、悠远黑四种配色。
屏幕方面，Galaxy S23 Ultra 采用6.8英寸（直角）*第二代动态 AMOLED 中置打孔屏，孔距很小，屏占比颇高。支持1-120Hz自适应刷新率，拥有240Hz采样率，PPi像素密度为500，峰值亮度为1750尼特，整体观感更加通透。
性能方面，Galaxy S23 Ultra 搭载高通“Snapdragon 8 Gen 2 for Galaxy”，8核架构，频率调整到3.36GHz。相较此前提升34%，GPU架构的性能和效率得到40%提升。
影像方面，Galaxy S23 Ultra 配备 ISOCELL HP2 2亿主摄，尺寸为1/1.3，单像素0.6微米，支持三星的十六合一像素技术，并具备OIS光学防抖，可以说是“50MP的四合一”。还有12MP 超广角（索尼 IMX564）、10MP（索尼 IMX754）3 倍长焦、10MP（索尼 IMX754）10 倍潜望式长焦，支持8K 30帧视频拍摄，以及2X OIS光学防抖。从Galaxy S23系列开始，三星将Expert RAW程序作为相机模式，支持拍摄RAW图像。另外，还带来了天文摄影，多重曝光。超视觉夜景拍摄系统为夜景再添动力，在低光环境下拥有AI对象感知引擎，夜间视频的多帧处理，夜间人像支持和改进的视频稳定性，还有一个升级的像素超级HDR和细节增强器。