iPhone XS、XS Max 和 XR 均配備全新 Apple A12 Bionic 晶片，這是一款全新的強大 SoC，業界首款採用 7nm 製程。這款矽晶片的速度比上一代快 50%，同時功耗降低 40% 至 50%。
都配備了新的死矽作為 SoC，稱為 A12 Bionic。這款新晶片比 iPhone X 和 iPhone 8 上的上一代晶片快 50%。這項成就的部分原因是它是市場上第一款採用 7 奈米製程雕刻的 SoC，更精細的雕刻與更好的能源效率。事實上還沒有上市。
iPhone XS、XS Max 和 XR 受惠於更強大、能耗更低的 A11 7nm SoC
A11 Bionic SoC包括四核心GPU、六核心CPU和全新的NPU。 GPU 具有新的深度感應引擎，允許新的人像照片模式存在。並且也改進了擴增實境。 GPU能夠即時渲染逼真的圖形，並與NPU通訊以更好地渲染反射。
6 核心 CPU 由 2 個效能核心組成，比 A11 快 15%，功耗降低 40%。 4 個核心用於資源密集程度較低的活動，消耗量減少一半。最後，蘋果公司詳細強調了其神經引擎每秒可執行 5 兆次運算的優勢。並宣布向 Android 競爭發起挑戰：「它是所有智慧型手機中最強大、最智慧的晶片」。