iPhone XS搭载了A12仿生芯片。A12 Bionic是苹果公司于2018年推出的业界首款7nm工艺制程芯片，集成了69亿个晶体管。被搭载在iPhone XS、iPhone XS Max、iPhone XR、iPad mini（第五代）、Pad Air（第三代）以及Apple TV 4K（第二代）上。A12 仿生包含的6核中央处理器、4核图形处理器以及8核神经网络引擎均为苹果公司自行研发。
A12 仿生包含一个六核CPU（由两个性能核心和四个能效核心组成），一个四核GPU，还有一个八核神经网络引擎。A12 仿生采用了7纳米制程工艺芯片，提升了能效和性能表现。A12 仿生采用六核心融合架构，两个性能核心的速度最高提升15%，四个能效核心的节能最高可达50%，四核心图形处理器的图形性能提升最高可达50%，另外还配备苹果公司设计的图像信号处理器 (ISP) 和视频编码器等。