Google Pixel 8 Pro построен на однокристальной платформе Tensor G3, которая располагает нетипичным центральным процессором — он включает девять ядер, вместо традиционных восьми и работает с частотой до 2,91 ГГц. Чип включает одно мощное ядро Cortex-X3, четыре производительных ядра Cortex-A715 и четыре энергоэффективных ядра Cortex-A510. За обработку графики отвечает Mali-G715. Смартфон Pixel 8 Pro получил — 12 Гбайт оперативной и 128, 256 или 512 Гбайт встроенной памяти. Слота для карт памяти нет.
Google оснастила Pixel 8 Pro дисплеем на базе 6,7-дюймовой панели OLED LTPO с разрешением QHD+, частотой 120 Гц и яркостью до 2400 кд/м2. Pixel 8 Pro получит тройную тыльную камеру. Главный модуль построен на 50-Мп датчике с улучшенной стабилизацией изображения и оснащён оптикой со светосилой f/1.7. Широкоугольный модуль построен на 48-Мп датчике изображения и также 48-Мп датчик получила камера с телеобъективом с пятикратным оптическим зумом. Все три камеры поддерживают фазовый автофокус. Также Pixel 8 Pro поддерживает 30-кратный цифровой зум Super-Res. Фронтальная камера построена на 10,5-Мп сенсоре и получила поддержку автофокуса. Рядом с камерами Pixel 8 Pro находится новый датчик для определения температуры кожи Melexis MLX90632.
Pixel 8 Pro оснащён аккумулятором емкостью 5050 мА·ч с поддержкой проводной зарядки мощностью 30 Вт и беспроводной зарядки мощностью 23 Вт. Имеется поддержка Wi-Fi 7.