Nokia N9 là chiếc điện thoại thông minh đầu tiên sử dụng nền tảng MeeGo của Nokia. Bộ khung làm từ nhựa polycarbonate nguyên khối có thể mang lại cảm giác hơi cứng, nhưng thực ra màn hình N9 là loại OLED 3,9 inch, sử dụng công nghệ màn hình ClearBlack khiến cho các màu tối trở nên tối hơn một chút, và màu sắc thì trở nên sống động hơn.

Cũng như chiếc Sony Ericsson Xperia Arc, đội thiết kế của Nokia N9 đã nỗ lực cải thiện chất lượng màn hình khi làm cho màn hình trở nên tối hơn khi tắt.

Khung điện thoại hoàn toàn được giải phóng khỏi các nút bấm, chỉ có phím âm lượng và bật (power) ở cạnh bên phải. Không hề có phím home. Ngoài ra, người dùng sẽ sử dụng các cử chỉ lướt xoay để điều hướng điện thoại.

Máy không có khe cắm thẻ nhớ microSD, Nokia nói N9 sẽ có phiên bản 16GB và 64GB. Tất cả cổng đều nằm phía trên điện thoại, đó là jack cắm tai nghe, cổng microUSB và khe cắm microSIM. Có vẻ như Nokia đã gia nhập câu lạc bộ SIM nhỏ (microSIM) cùng với Apple.

Bộ phận duy nhất ở phía trước của điện thoại là camera VGA, nó ở phía dưới cùng của N9. Còn phía sau N9 là thương hiệu Nokia nổi bật. Camera 8MP với hai đèn flash LED, ống kính quang Carl Zeiss duyên dáng và có độ mở 2.2f giúp chụp ảnh tốt hơn trong những tình huống ánh sáng kém.

Hiện nay, hầu hết các mẫu máy smartphone trên thị trường đều bố trí camera ở vị trí trung tâm, giúp người dùng dễ cầm và chụp ảnh hơn, như thể họ đang cầm chiếc máy ảnh compact thông thường. Tuy vậy, N9 không có phím camera vật lý, đó là mối thất vọng thực sự bởi người dùng Nokia rất thích chúng, và điều đó cũng khiến người dùng thao tác chậm chạp hơn khi muốn “chớp thời cơ” cho một kiểu ảnh ngẫu hứng nào đó.

Nokia N9 sử dụng nền tảng MeeGo - hệ điều hành trên nền Linux và là sản phẩm hợp tác giữa Nokia và Intel. Máy trang bị bộ vi xử lý ARM Cortex-A8 OMAP 3630 tốc độ 1GHz, đồ họa PowerVR SGX530 và RAM 1GB. Tất cả cùng phối hợp mang lại phản ứng nhanh nhạy dưới các ngón tay cảm ứng của người dùng.

Người dùng có thể bắt đầu truy cập vào điện thoại bằng cách nhấn phím power hoặc vỗ hai lần lên màn hình, và lướt nhẹ đơn giản lên màn hình đã khóa để mở máy. Ngoài ra, chỉ một cái lướt nhẹ khoảng 1 hoặc 2 cm sẽ có thể truy cập được vào 4 ứng dụng thường dùng nhất, như là trình duyệt Internet hoặc camera.