Cả 3 biến thế của Snapdragon 801 đều được phát triển dựa trên kiến trúc v3 thay thế cho v2 được sử dụng trong bộ xử lý Snapdragon 800.
Một trong những thay đổi lớn nhất là tất cả các chip được hỗ trợ bởi giao thức eMMC 5.0 cho phép cung cấp tốc độ kết nối dữ liệu xử lý được nhanh hơn. Không chỉ có vậy, bộ xử lý này cũng hỗ trợ khả năng SIM kép.
Nó cũng có thể cung cấp các tần số xung nhịp CPU và GPU cao hơn, mà ở đây là 2,5 GHz với CPU và 578 MHz với GPU. Tốc độ chậm nhất của Snapdragon 801 là 2,3 GHz, kết hợp với tần số GPU chạy ở mức 450 Mhz, tốc độ tương tự như Snapdragon 800. Đó là lý do giải thích vì sao smartphone Galaxy S5 của Samsung và Xperia Z2 của Sony có tốc độ xử lý khác nhau, dù cùng được trang bị bộ xử lý Snapdragon 801.
