外观方面：iPhone 16 Pro Max屏幕由6.7英寸升级为6.9英寸，钛金属框架采用了新的喷砂工艺，提供更深的黑色钛金属、更亮的白色钛金属、自然钛金属以及全新的沙漠钛金属四种配色可选。屏幕支持最高120Hz的ProMotion自适应刷新率，配备新一代超瓷晶面板，采用超高品质的5级钛金属，并且拥有所有苹果产品中最薄的边框。
iPhone 16 Pro Max 搭载了 A18 Pro 芯片，采用台积电第二代 3nm 技术；拥有 6 核 CPU，其中 2 个性能核心和 4 个效率核心，比 A17 Pro 速度提升高达 15%，能够在提供相同性能的同时降低 20% 的功耗；6 核 GPU，运行速度比 A17 Pro 快 20%；16 核神经引擎，每秒可执行 35 万亿次运算；系统内存带宽增加 17%，可以更高效地访问生成模型；使用更大的缓存、下一代 ML 加速器，以及具有 ProMotion 和始终在线显示支持的高级媒体功能、更快的 USB 3 速度和 ProRes 视频录制。支持视频编码的 2x 数据处理。
影像部分：后置48MP主摄第二代四合一像素传感器，支持 48MP ProRAW 和 HEIF 照片拍摄，0 快门延迟；全新48MP超广角摄像头，配备带自动对焦功能的四合一像素传感器；12MP 5倍四棱镜长焦镜头同时登陆。摄影风格也进行了全面升级，支持实时调整颜色和阴影。支持 4K120 帧杜比世界视频拍摄，这得益于其 4800 万像素融合摄像头中速度更快的传感器。相机应用程序还具有智能音频处理功能，可降低风噪。iPhone 16 Pro Max拥有专用相机按键具有触觉反馈功能，点击即可启动相机应用程序。再次点击可拍摄照片，而按住不放则可录制视频。还支持触摸手势，可以区分点击和轻按。轻按一下会显示一个新的简洁预览，帮助用户专注于构图，而新的叠加层则允许快速访问相机功能，如缩放。用户可以轻按两次查看其他控件并滑动到首选控件。相机应用程序还具有智能音频处理功能，可以减少风噪声。
苹果还推出了新的“视觉智能”功能，单击并按住相机控制按键，然后将 iPhone 指向某个东西，就会自动提取与其相关的详细信息，例如餐厅评价、狗狗品种。
iPhone 16 Pro 系列的麦克风也得到了升级，采用 4 个录音棚级麦克风，支持视频录制时进行空间音频捕捉，在使用 AirPods 或 Apple Vision Pro 观看时获得更身临其境的体验。借助麦克风的升级，语音备忘录支持在已有录音之上分层录制曲目。
