A Samsung célja az idei Note-tal nyilvánvalóan a teljesítmény és a felhasználói élmény optimalizálása volt. Az alapkoncepció, az irányvonal és a formaterv nem változott jelentősen, viszont az akkumulátor mérete a korábbi modellekhez képest igen. Az asztali munkakörnyezetet biztosító DeX szintén fejlettebb, ami a fokozott mértékű párhuzamos feladatvégzés miatt továbbra is kifejezetten erőforrásigényes. Amiből persze nincs hiány, az Exnyos 9810 (vagy régiótól függően Snapdragon 845) 6 vagy 8 GB operatív memóriával már határozottan megfelel a célnak.
A fokozott teljesítmény miatt azonban a hőtermelés is növekszik, amit valahogy el kell vezetni. A Samsung erre a víz-szén hűtőrendszert találta, ami nagyjából ugyanaz, mint a Galaxy S7 és S7 edge készülékekben, illetve a Galaxy Note8-ban is megtalálható, a Note9-be viszont egy továbbfejlesztett megoldás került. A korábbi hőelvezető réteg közé, amelyből az egyik kiemelkedő hővezető képességgel bíró szénszálas anyag, egyrészt beiktattak egy réz felületet, másrészt megnövelték a hőelvezető cső méretét.
A rendszer lényege, hogy a porózus hőcsőben lévő kis mennyiségű folyadék, jelen esetben víz, hő hatására gőzzé alakul, ami eltereli a hőenergiát a processzortól. A gőz a hűvösebb területeken lecsapódik, a víz hűtőfolyadék pedig visszatér az eredeti helyére, és a folyamat megismétlődik. A hőcső felületét jelentősen megnövelték, a Samsung Galaxy S9 95 mm3-éhez képest a Note9 hőelvezető rendszere 350 mm3 felületen dolgozik.
Az új kialakítás és továbbfejlesztett koncepció a Galaxy Note8-hoz képest háromszor nagyobb hőmennyiséget képes felvenni, a hőelvezető teljesítmény pedig három és félszer haladja meg az elődmodell képességeit. A szénszálas réteg és a sima hőelvezető közé ékelt rézlemez kilencszer jobb hővezető képességgel bír, mintha szilikonnal dolgoznának. A hőterhelés minimalizálása pedig szükségszerű az optimális teljesítmény fenntartásához.