Galaxy S20 FE có thiết kế tương tự đàn anh Galaxy S20 và S20 Ultra với màn hình tràn viền dạng nốt ruồi, mặt lưng kính cùng cụm camera kích thước lớn. Điểm khác biệt là smartphone mới sẽ có 6 màu: xanh navy, trắng, hồng, đỏ, xanh da trời và xanh lam. Khả năng chống nước IP68 vẫn được giữ.
Màn hình của máy sử dụng tấm nền SuperAMOLED 6,5 inch độ phân giải FullHD+ nhưng vẫn giữ tần số làm tươi 120 Hz cùng công nghệ HDR 10+. Tuy nhiên, màn hình của máy là dạng 2,5D thay vì 3D như trên các smartphone cao cấp của Samsung, nên viền màn hình khá dày.
Máy được trang bị Snapdragon 865 – chip xử lý mạnh nhất hiện nay, hỗ trợ kết nối 5G, RAM 6/8 GB và bộ nhớ trong 128 GB/256 GB. Máy vẫn chạy Android 10 với giao diện One UI 2.5.
Camera sau cũng được rút xuống còn 3 ống kính thay vì 4 như trên S20 Ultra, gồm: camera chính 12 megapixel, camera tele 8 megapixel hỗ trợ zoom quang 3x, zoom số 30x và camera góc siêu rộng 12 megapixel. Trong đó, chỉ camera chính và tele hỗ trợ chống rung quang học. Camera trước của máy có độ phân giải 32 megapixel tương tự các máy thuộc dòng A và có kích thước nhỏ hơn so với các “đàn anh” thuộc dòng S20.
Galaxy S20 FE đi kèm viên pin dung lượng 4500mAh (bằng với S20+), hỗ trợ sạc nhanh 25W (USB Power Delivery 3.0) thông qua cổng USB-C, mặc dù chỉ được tặng kèm củ sạc 15W bên trong hộp đựng. Bên cạnh đó, nó cũng hỗ trợ sạc không dây và sạc ngược không dây.