Để kiểm tra chất lượng này, cả 3 điện thoại được đặt dưới kính hiển vi để so sánh với nhau, bao gồm độ sáng, chất lượng điểm ảnh và một số yếu tố khác.
Tiến sĩ Ray Soneira, chủ sở hữu Displaymate Technologies cho rằng Galaxy S4 có màn hình 5-inch Full HD hiển thị hình ảnh đẹp, và nó có chất lượng điểm ảnh tương tự iPhone 5 nhờ công nghệ màn hình PenTile của Samsung. Tuy nhiên, lợi thế của màn hình trên Galaxy S4 là cung cấp ánh sáng phản chiếu tốt, thậm chí là tốt hơn so với iPhone 5.
Màn hình Galaxy S4 cũng sử dụng ít năng lượng hơn rất nhiều so với phiên bản tiền nhiệm của nó. Cụ thể, màn hình Galaxy S3 tiêu hao 0,83 watt điện năng, trong khi Galaxy S4 chỉ sử dụng 0,7 watt. Điều này không hoàn toàn đánh bại iPhone 5 với 0,66 watt nhưng nó thực sự chênh lệch không nhiều. Tuy nhiên công nghệ màn hình OLED chỉ mới được phát trển trong gia đoạn đầu, vì vậy xu hướng giảm điện năng sẽ tiếp tục cải thiện trên các phiên bản Galaxy S thế hệ tiếp theo ra mắt trong tương lai.
Về chất lượng gam màu, Galaxy S4 cung cấp gam màu nhỏ hơn đáng kể so với gam màu của Galaxy S3. Cụ thể, Galaxy S4 có gam màu 132%, trong khi so với Galaxy S3 là 139%. Điều này làm cho hình ảnh hiển thị trên Galaxy S4 ít bão hòa hơn so với Galaxy S3. Hiện tại, độ bão hòa trên iPhone 5 của Apple là 104%, nhưng dù sao sự cải thiện trên Galaxy S4 vẫn được xem là đáng khen.