Während andere Smartwatches im Grunde nur eine Verlängerung des Smartphones ans Handgelenk waren, kann die Gear S bei Bedarf völlig unabhängig von einem Mobiltelefon betrieben werden. Dafür bringt der integrierte Chip unter anderem ein Mobilfunkmodul für 2G- und 3G-Netze mit. Dadurch empfängt die Uhr nicht nur selbstständig Daten für verschiedene integrierte Anwendungen, sondern kann auch für Telefonate genutzt werden.
Den Samsung-Ingenieuren war allerdings wohl klar, dass sich niemand gern seine Armbanduhr ans Ohr halten will, um Gespräche zu führen. Daher haben sie sich eine recht elegante Lösung einfallen lassen. Optional ist das Samsung Gear Circle zu der Smartwatch erhältlich. Dabei handelt es sich um ein Headset, das um den Nacken getragen wird und dessen Enden in Ohrhörern münden. Kommt ein Anruf herein, spürt der Nutzer dies am Vibrieren des Gerätes, das per Bluetooth mit der Gear S verbunden ist.
Das Display der Smartwatch basiert auf einem gebogenen AMOLED-Panel mit einer Auflösung von 480 x 360 Pixeln. Unter diesem verbirgt sich ein mit einem Gigahertz getakteter Dual Core-Prozessor, dem 512 Megabyte Arbeitsspeicher zur Seite stehen. Die Kommunikations-Komponente bringt neben dem Mobilfunk-Modul auch Bluetooth 4.1, Wi-Fi a/b/g/n, GPS/GLONASS und USB 2.0-Support mit.
Hinzu kommen verschiedene Sensoren, wie ein Beschleunigungs-Sensor, ein Gyroskop, ein digitaler Kompass, ein Pulsmesser und ein Barometer. Weiterhin erkennt die Smartwatch die Intensität des Umgebungs-Lichts und der UV-Strahlung. Die Maße der Smartwatch liegen bei 39.8 x 58.3 x 12.5 Millimetern. Der integrierte Akku soll nach Angaben von Samsung mit seinen 300 mAh ausreichen, um das Gerät bei durchschnittlicher Nutzung zwei Tage durchhalten zu lassen. Software-seitig arbeitet das Produkt mit Samsungs Betriebssystem Tizen. Die Gear S soll ab Oktober in den Handel kommen.
