作為取代驍龍730的產品，驍龍765采用三星7nm工藝制造，它也是高通的高端芯片，低于旗艦級別的驍龍865。驍龍765采用Adreno 620 GPU，圖形性能比驍龍730的Adreno 618提升20%，而更強的驍龍765G相對驍龍765則提升了10%。

CPU方面，驍龍765的有一顆主頻高達2.3GHz的Kryo 475 Prime核心（基于Cortex-A76定制），一顆2.2GHz的Kryo 475 Gold（基于Cortex-A76定制），還有六顆1.8GHz的Kryo 475 Silver（基于Cortex-A55定制）。驍龍765G CPU的最大核心為2.4GHz的Kryo 475 Prime（基于Cortex-A76定制），其余與驍龍765一樣。

這兩款同系列的SoC支持2133MHz LPDDR4X的運行內存，ISP是 Spectra 355，支持一顆1.92億像素的攝像頭或者零快門的3600萬像素單攝像頭或者零快門的2200萬像素雙攝，可錄制4k 30FPS/1080p 120FPS/720p 480FPS的視頻。

驍龍765與驍龍765G集成X52基帶，理論上最大下載速度為4G 1.2Gbps、5G 3.7Gbps，上行速度為4G 210Mbps、5G 1.6Gbps，支持sub-6GHz和mmWave頻段。