Pixel 6 Pro побудований на базі фірмового процесора Google Tensor. Це 5-нм рішення з 8 ядрами CPU, 20 ядрами GPU, виділеним процесором, що відповідає за машинне навчання, і співпроцесором безпеки Titan M2.
У смартфоні встановлено 12 ГБ оперативної пам'яті. За запевненням Google, чіп Tensor забезпечує на 80% більшу продуктивність по частині CPU і на 370% збільшену потужність GPU у порівнянні з Snapdragon 765G в Pixel 5.
За автономність пристрою відповідає акумулятор ємністю 5003 мАг з підтримкою швидкої 30-ватної провідний і 23-ватної бездротової зарядки.
У смартфоні встановлений 6.7-дюймовий LTPO AMOLED-дисплей з роздільною здатністю 3120х1440 пікселів і адаптивної частотою оновлення від 10 до 120 Гц. На відміну від базової моделі, екран тут трохи зігнутий з боків, завдяки чому рамки у Pro-версії помітно менше. Подекранний сканер відбитків пальців також є.
Основна і ультраширококутний камери на 50 і 12 Мп відповідно. Google стверджує, що основна камера Pixel 6 Pro вловлює на 150% більше світла в порівнянні з Pixel 5. Сенсор в ультраширококутний камері також новий, з більшими пікселями. Відмінною рисою Pixel 6 Pro стала наявність третьої камери з роздільною здатністю 48 Мп і чотириразовим оптичним наближенням або 20-кратним цифровим.
Нові смартфони вміють знімати відео в 4K при 60 fps з фірмовими алгоритмами HDR і стабілізацією в режимі реального часу.