L'iPhone 15 est équipé d'un écran Super Retina XDR OLED de 6,1 pouces avec une résolution de 1179 x 2556 pixels et un rapport d'aspect de 19,5:9. L'écran est optimisé par les technologies HDR10 et Dolby Vision pour des images aux couleurs éclatantes et des contrastes saisissants. Il offre une luminosité de 1000 nits (HBM) et peut atteindre jusqu'à 2000 nits en photo maximale. De plus, l'écran est protégé par du verre Ceramic Shield pour une résistance accrue aux chocs.
L'iPhone 15 fonctionne avec le système d'exploitation iOS 17 et est propulsé par la puce A16 Bionic. Cette puce, gravée en 4 nm, comprend un CPU à six cœurs (2x3,46 GHz Everest + 4x2,02 GHz Sawtooth) et un GPU à cinq cœurs pour des performances graphiques exceptionnelles. Le smartphone ne dispose pas d'un emplacement pour carte mémoire, mais propose différentes options de stockage interne : 128 Go, 256 Go ou 512 Go avec 6 Go de RAM.
L'iPhone 15 est doté d'un appareil photo principal double avec un capteur de 48 MP (f/1.6, grand-angle) et un capteur de 12 MP (f/2.4, ultra grand-angle). Il dispose également d'un appareil photo frontal de 12 MP pour des selfies de qualité. Les deux appareils photo proposent une multitude de fonctionnalités, comme le flash double ton double LED, le HDR pour les photos et les panoramas, la vidéo en 4K à 24/25/30/60 fps et la compatibilité avec le Dolby Vision HDR jusqu'à à 60 ips.
En matière de connectivité, l'iPhone 15 est compatible avec Wi-Fi 802.11 a/b/g/n/ac/6, Bluetooth 5.3, GPS, GLONASS, GALILEO, BDS, QZSS et NFC. Il ne dispose pas de radio, mais offre un port USB Type-C 2.0 avec support DisplayPort. Le smartphone est également équipé d'un ensemble de capteurs, dont Face ID, un accéléromètre, un gyroscope, un capteur de proximité, une boussole et un baromètre.
Comme l'année dernière, on retrouve quatre modèles différents répartis en deux catégories : l'iPhone 15 et l'iPhone 15 Plus d'un côté, puis l'iPhone 15 Pro et l'iPhone 15 Pro Max de l'autre. Les deux premiers sont les modèles de base avec des fonctions qui conviennent à la majorité des utilisateurs, les versions Pro proposent quant à elles des options supplémentaires, plus avancées et plus premium.
Pour la première fois depuis plus de 10 ans, l'iPhone change de port de charge. Tous les iPhone 15 passent du Lightning à l'USB-C. Ce dernier est le même port que tous les autres smartphones sur le marché, il est donc enfin possible de charger un iPhone avec le câble d'un Android, et vice-versa. Il est même possible de recharger ses AirPods et son Apple Watch avec le câble.
Visuellement, l'iPhone 15 possède des contours très légèrement plus arrondis, et une gamme de couleurs d'intensité beaucoup plus légère. L'écran est deux fois plus lumineux, et la puce du smartphone est plus puissante que l'iPhone 14, ce qui n'était pas le cas l'année précédente. L'iPhone 15 récupère la caméra principale de l'iPhone 14 Pro et passe à 48 Mpx contre 12 Mpx sur l'iPhone 14. Enfin, la puce UltraWide band U2 remplace la U1, permettant de localiser ses objets (via les AirTags) et ses amis de manière plus précise.
Visuellement, les bordures sont très légèrement plus fines, mais surtout, les contours sont maintenant en titane, ce qui les rend plus solides mais rend surtout les iPhone 15 Pro plus légers. La puce A17 Pro remplace la puce A16 Bionic de l'iPhone 14 Pro, et apporte un joli gain de puissance graphique, permettant l'ajout du ray tracing pour les effets de lumières dans les jeux vidéo. Les caméras sont globalement améliorées, avec notamment la possibilité d'ajouter du flou d'arrière-plan après avoir pris une photo classique. L'iPhone 15 Pro Max - ce modèle uniquement - passe d'un zoom x3 à un zoom x5.