گلکسی S23 اولترا در کنار بهره‌مندی از دوربین ۲۰۰ مگاپیکسلی، نمایشگر باکیفیت و طراحی هیجان‌انگیز، به قوی‌ترین پردازنده در بین گوشی‌های اندرویدی مجهز است. این پردازنده (نسخه‌ی تقویت‌شده‌ی Snapdragon 8 Gen 2) فاصله‌ی زیادی با قوی‌ترین پردازنده‌ی موبایلی اپل ندارد. در سال‌های قبل، پردازنده‌های اپل بسیار قوی‌تر از پردازنده‌ی گوشی‌های اندرویدی بودند.
گلکسی اس ۲۳ اولترا از نسخه‌ی تقویت‌شده‌ی سیستم-روی-چیپ Snapdragon 8 Gen 2 استفاده می‌کند. این تراشه در واحد CPU از یک هسته‌ی Cortex-X3 با فرکانس ۳٫۳۶ گیگاهرتز، دو هسته‌ی Cortex-A715 با فرکانس ۲٫۸ گیگاهرتز، دو هسته‌ی Cortex-A710 با فرکانس ۲٫۸ گیگاهرتز و سه هسته‌ی Cortex-A510 با فرکانس ۲٫۰ گیگاهرتز استفاده می‌کند.
واحد گرافیکی پردازنده‌ی پرچمدار کوالکام، Adreno 740 است که فرکانس تقویت‌شده‌ی ۷۱۹ مگاهرتز دارد و از فناوری رهگیری پرتو (Ray Tracing) پشتیبانی می‌کند. رهگیری پرتو رفتار واقعی نور را در محیط بازی شبیه‌سازی می‌کند تا جلوه‌ی بصری جذاب‌تری ارائه شود.
مطابق بررسی‌های پلاس وی، پیشرفت نسلی پردازنده‌ی گلکسی S23 اولترا خیره‌کننده است. این گوشی در پردازش‌های گرافیکی با اختلاف چشم‌گیر ۶۸ درصدی آیفون ۱۴ پرو مکس را از پیش رو برمی‌دارد؛ اما در پردازش‌های چند هسته‌ای با اختلاف هفت درصدی شکست می‌خورد. قدرت گرافیکی گلکسی S23 اولترا تقریبا دو برابر بیشتر از سایر پرچمداران اندرویدی است.
مواردی نظیر عمق میدان، محاسبات مبتنی‌بر اعداد ممیز شناور و تشخیص چهره صرفا به پردازنده‌ی گرافیکی اتکا نمی‌کنند، بلکه سیستم‌عامل نیز در این محاسبات دخیل است. در محاسبات این چنینی، اندروید به اندازه‌ی iOS از پردازنده‌ی گرافیکی گوشی کار نمی‌کشد.
تفاوت بین ساختار اندروید و iOS باعث شد پردازنده‌ی گرافیکی گوشی گلکسی S23 اولترا با اختلاف ۳۹ درصدی پشت سر پردازنده‌ی گرافیکی آیفون ۱۴ پرو مکس قرار بگیرد. مطابق بررسی‌های پلاس وی، آیفون تا ۶۵ درصد در وب‌گردی، بهتر عمل می‌کند.
