天璣9300采用臺積電第三代4nm制程工藝打造，聯(lián)發(fā)科在這顆芯片上摒棄了行業(yè)以往慣用的大小核混合架構設計，大膽地采用了Cortex X4+A720 的“4+4”全大核架構設計。

CPU具體構成上，為1顆3.25GHz的X4超大核、3顆2.85GHz的X4超大核以及4顆2.0GHz的A720核心，CPU多核峰值性能相較上一代提升40%——GeekBench 6多核得分宣稱超過A17 Pro和驍龍8 Gen3，同等性能下功耗降低33%。全大核的設計通過快速且集中的調度，除了能有效降低芯片在各種負載下的功耗，也大幅強化了多任務處理能力。

圖形性能方面，天璣9300集成Immortalis G720 MC12 GPU，峰值性能較上代提升46%，同性能下功耗降低40%，可以做到連續(xù)30分鐘滿幀運行《原神》《星穹鐵道》等重載游戲，其搭載的MediaTek第二代硬件光線追蹤引擎支持60FPS級別流暢度的光線追蹤——由《暗區(qū)突圍》首發(fā)，并帶來號稱是游戲主機級別的全局光照特效。