Dengan layar AMOLED beresolusi 2.560 x 1.440 akan membuat Samsung Galaxy S5 sebagai smartphone dengan resolusi tertinggi. Ukuran layar akan meningkat dari 5 inci pada Galaxy S4 menjadi berukuran 5.25 inci. Namun hal ini masih nyaman dan lebih kecil dibanding layar 5.7 inci milik Samsung Galaxy Note 3.
Kamera pun mengalami peningkatan dengan sensor bergerak dari sensor 13 megapiksel pada Galaxy S4 menjadi 16 megapiksel pada Galaxy S5. Dan kemungkinan besar akan ditambahkannya hardware optical image stabilization (OIS).
Secara internal, Galaxy S5 akan memiliki pilihan prosesor dengan Exynos 6 64-bit dan Qualcomm Snapdragon 805. Exynos 6 menggunakan arsitektur ARM yang berarti akan memiliki empat inti berdaya rendah yang tersedia saat telepon tidak banyak bekerja, dan empat inti berkekuatan tinggi untuk tugas-tugas yang lebih intensif.
Pilihan CPU mirip dengan Galaxy S4, yang memiliki versi dengan chip Exynos 5 dan chip Qualcomm. Dalam kasus Galaxy S4, hal ini adalah karena Exynos tidak mendukung LTE, namun dengan Galaxy S5, Exynos 6 mendukung LTE, sehingga tidak ada perpecahan yang jelas antara model. Ini bisa jadi bahwa versi metal premium mendapatkan Exynos 64-bit, sedangkan versi plastik mendapatkan Exynos 5.
Sebuah laporan baru yang dipublikasikan di Apple Insider menyatakan bahwa akan ada dua versi dari Samsung Galaxy S5 adalah benar. Smartphone ini akan tersedia sebagai Samsung Galaxy S5 dan Samsung Galaxy S5 Prime. Galaxy S5 Prime akan memiliki casing logam, perbedaan akan turun ke layar. Galaxy S5 Prime akan memiliki layar 5.2 inci beresolusi 2.560 x 1.440 piksel, sedangkan model standar dengan memiliki resolusi 1.920 x 1.080 piksel.
Berdasarkan kabar yang didapat dari beberapa sumber terpercaya, Galaxy S5 akan diluncurkan di MWC pada bulan Februari di Barcelona, tepatnya pada 23 Februari 2014.