Samsung'un ARM Cortex A57 ve ARM Cortex A53 mimarisine sahip toplamda 8 çekirdeğe sahip olan ve big.LITTLE teknolojisini kullanan yeni nesil Exynos 7420 işlemcisini kullanacak olan Galaxy Note 5, esas değişimi grafik işlemci tarafında sunuyor. Mali-T768 MP8 grafik işlemcisi ile gelen işlemci, Galaxy S6 ve S6 Edge'deki Exynos 7420'den biraz daha performanslı çalışacak. 4 GB RAM ve minimum 32 GB dahili hafızaya sahip olan ürünün, kullanılabilir hafızası ise yaklaşık 24 GB olacak. 64 ve 128 GB'lık seçeneklerinin de olacağı ürün, microSD kart girişine sahip olmayacak.