De grootste nieuwe functie in de Ultra 2 is de nieuwe S9-chip, die veel sneller is dan de S8 in het vorige model en nieuwe functionaliteit mogelijk maakt. De S9-chip heeft een 4-core Neural Engine die machine learning-taken tot twee keer sneller verwerkt, en hij is efficiënter voor dezelfde batterijduur van een hele dag ondanks de nieuwe mogelijkheden.
Double Tap is de belangrijkste nieuwe functie van de S9-chip. Met dit gebaar kunnen gebruikers de wijsvinger en duim samen tikken om met één hand interactie te hebben met de Apple Watch. Double Tap kan worden gebruikt om een timer te stoppen, muziek af te spelen/pauzeren, een oproep te beantwoorden of te beëindigen, een alarm te sluimeren en nog veel meer.
Met de S9-chip worden Siri-opdrachten waarvoor geen informatie van het internet nodig is, op het apparaat verwerkt voor snellere reactietijden en meer privacy, plus is dicteren 25 procent nauwkeuriger. Gebruikers kunnen Siri ook vragen stellen over gegevens uit de Gezondheid-app, waardoor ze informatie krijgen over de voortgang van activiteiten, hartslag, slaap en medicijnen.
De Apple Watch Ultra 2 heeft geen designupdates gekregen en heeft een lichtgewicht titanium behuizing van luchtvaartkwaliteit, een vlakke saffierkristallen voorkant, een grotere diameter en dieper gegroefde digitale kroon, een behuizing voor de zijknop en een extra fysieke knop aan de linkerkant, de zogenaamde actieknop.
Met maximaal 3000 nits is de Apple Watch Ultra 2 de helderste Apple Watch tot nu toe en hij is helderder dan de vorige versie, dus hij is goed zichtbaar in zonlicht. Hij kan ook omlaag naar 1 nit voor gebruik in donkere ruimtes zoals bioscopen.
De actieknop op de Apple Watch Ultra is ontworpen in internationaal oranje zodat hij opvalt in het donker en onder water, en hij is aanpasbaar zodat hij workouts kan activeren, segmenten kan markeren, Kompas Waypoints kan instellen en nog veel meer.
Er zijn drie ingebouwde microfoons om de geluidskwaliteit te verbeteren en een beamforming-algoritme vangt spraak op terwijl het achtergrondgeluid vermindert, zelfs als het buiten lawaaierig is. Er is een 86-decibel sirene beschikbaar om hulp op te roepen als dat nodig is, met twee SOS-patronen.
Met de grotere behuizing van 49 mm kon Apple een grotere batterij toevoegen. De Apple Watch Ultra gaat tot 36 uur mee met één keer opladen, en met een nieuwe spaarstand kan de batterij tot 60 uur meegaan voor meerdaagse avonturen. De batterij gaat lang genoeg mee om gebruikers een lange triatlon te laten volbrengen met zwemmen van 2,4 mijl, fietsen van 112 mijl en een volledige marathon van 26,2 mijl.
De Apple Watch Ultra heeft GPS met twee frequenties, waarbij zowel de L1- als de L5-frequentie zijn geïntegreerd, plus nieuwe positioneringsalgoritmes. Het biedt de meest nauwkeurige GPS van alle Apple horloges, wat betekent dat het ook nauwkeurige afstands-, tempo en routegegevens biedt voor trainingen en wedstrijden.
Om tegemoet te komen aan extremere omgevingen is de Apple Watch Ultra bestand tegen een breder temperatuurbereik. Het werkt in omstandigheden van -4 graden Fahrenheit (-20° C) tot 131 graden Fahrenheit (55° C). Het horloge is gecertificeerd volgens MIL-STD-810H, een metrische norm die wordt gebruikt voor militaire apparatuur en door fabrikanten van robuuste apparatuur.
Voor watersporten is de Apple Watch Ultra bestand tegen kitesurfen, wakeboarden en recreatief duiken, activiteiten die niet worden aanbevolen voor de standaard Apple Watch modellen. De Apple Watch Ultra is gecertificeerd volgens WR100 en EN 13319, een internationaal erkende norm voor duikaccessoires. Bij gebruik voor duiken heeft de Apple Watch Ultra een dieptemeter en een speciale Diepte-app die de huidige diepte, watertemperatuur (met behulp van de nieuwe temperatuursensor), duur onder water en de maximaal bereikte diepte weergeeft.