Einige weitere Besonderheiten spielen sich im Innenleben des Smartphones ab: Während das auf UMTS/HSPA beschränkte Galaxy S2 von einem Doppelkern-Prozessor mit 1,2 GHz Taktfrequenz angetrieben wird, arbeitet im Galaxy S2 LTE eine stärkere Version mit 1,5 GHz – eine nachvollziehbare Entscheidung der Ingenieure, da sie Browser und Apps befähigt, auch schneller hereinströmende Daten zügig abzuarbeiten. Dabei verbrauchen LTE-Chip und Prozessor aber deutlich mehr Strom als die Innereien eines UMTS-Geräts wie des Galaxy S2. Deshalb hat Samsung auch die Akkukapazität aufgerüstet: 1850 Milliamperestunden liefert der Lithium-Ionen- Akku des S2 LTE – 1650 mAh sind es bei der Standard-Version.
Einigen Quellen zufolge sollen im Galaxy S2 LTE zudem ein Chip und die erforderlichen Antennen für die Nahfeld-Übertragungstechnik NFC (Near Field Communications) stecken. Damit könnte das Smartphone künftig zum Beispiel Visitenkarten durch bloßes Aneinanderhalten mit einem anderen NFC-tauglichen Handy austauschen. Auch für den Einsatz als digitale Geldbörse (englisch Digital Wallet) wäre das S2 LTE bereits fit. Da die installierte Android- Software jedoch keine Apps oder Bedienelemente für NFC aufwies, ließ sich dies im Praxistest nicht überprüfen.
Angetrieben wird das S2 LTE von der Android-Version „Gingerbread“. Die Unterversion 2.3.5 weist laut Angaben von Android-Erfinder Google Erweiterungen für den 4G-Funk und eben NFC auf. Im Wesentlichen präsentierte sich der LTE-Prototyp jedoch mit derselben Auswahl an Funktionen und Apps wie reguläre Gingerbread-Geräte – inklusive der Samsungtypischen Erweiterungen wie Kies air, Allshare, Mini Diary und Ähnlichem mehr. Auch die weitere Hardware-Ausstattung des Galaxy S2 LTE entspricht dem Serienmodell Galaxy S2 – womit sich das Gerät allerdings keineswegs zu verstecken braucht: 8-Megapixel-Hauptkamera mit LED-Blitz und 2-Megapixel-Frontkamera, WLAN nach schnellem 802.11n-Standard, Bluetooth 3.0 mit breiter Profilunterstützung, A-GPS, USB 2.0, Beschleunigungs- und Annäherungssensoren wie ein digitaler Kompass qualifizieren das Gerät als eines der Topmodelle im Produktportfolio von Samsung. Eingebaut sind 16 GB Flashspeicher, der sich überdies mit einer Micro-SD-Karte erweitern lässt. Mit den derzeit verfügbaren 32-GB-Kärtchen lässt sich das Fassungsvermögen für Apps und Daten also auf 48 Gigabyte hochrüsten. Und sofern die Firmware auch die kommenden 64-GB-Micro-SDHCs unterstützen wird, läge das absehbare Maximum bei stolzen 80 GB. Das würde nicht zuletzt das iPhone 4S deutlich überflügeln.