跟 iPhone 6 Plus 一樣，iPhone 6 也使用 20 奈米製程的 Apple A8 處理器晶片，尺寸更精密，發熱量更低，也更省電。
跟過去幾年一樣，蘋果還是刻意不公布 A8 處理器規格，不過多虧現今逆向工程的發達， A8 處理器的祕密不再是祕密（註： 逆向工程（又稱反向工程），是一種技術過程，即對一計畫標產品進行逆向分析及研究，從而演繹並得出該產品的處理流程、組織結構、功能效能規格等設計要素，以製作出功能相近，但又不完全一樣的產品。逆向工程源於商業及軍事領域中的硬體分析。其主要目的是，在不能輕易獲得必要的生產資訊下，直接從成品的分析，推匯出產品的設計原理。逆向工程可能會被誤認為是對智慧財產權的嚴重侵害，但是在實際應用上，反而可能會保護智慧財產權所有者。例如在積體電路領域，如果懷疑某公司侵犯智慧財產權，可以用逆向工程技術來尋找證據 引用自維基百科。）
A8 處理器晶片為雙核心 64 位元 Cyclone 處理器，時脈 1.4GHz，比 iPhone 5s 的 A7 在時脈還快 100 MHz，但 A8 可以更省電的運行。
另外據傳 A8 的 L1、L2 快取也比較大，而 L2 不再開放共存，但未經蘋果官方證實。
此外，A8 的 GPU 為四核心 PowerVR GX6450，先前 A7 只有雙核心 PowerVT GX6430。
Geekbech 3 測試 CPU 超頻與記憶體的表現。iPhone 6 有比 iPhone 5s 多 20% 效能表現，與目前主流 Snapdragon 801 相當，即使面對八核心的 Galaxy Alpha，A8 處理器雖然落後，但也不會太誇張。
Basemark OS II 是測試 CPU、GPU、系統效能、記憶體、網頁、多執行緒、位元演算等。iPhone 6 在此讓人很驚訝；因為雙核心的它居然爬到第二名，與搭載 Snapdragon 805 晶片的 Samsung Galaxy Note 4 與 Galaxy Note Edge 不相上下。
iPhone 6 與 iPhone 6 Plus 的顯示晶片都是 PowerVR GX6450，但因為 iPhone 6 Plus 的螢幕更大，所以蘋果有可能將它的時脈調高些，才造成以下的跑分結果 － 螢幕更大的 iPhone 6 Plus 跑嬴 iPhone 6。另外在 Basemark X 整體的跑分來說，PowerVR 6450 效能名列前茅，比 iPhone 5s 的 PowerVR GX6430 多 12% 效能。
再來是 GFXBench's 2.7 T-Rex（包含螢幕關閉、開啟模式）及 GFX 3.0 Manhattan（包含螢幕關閉、開啟模式）來測試 iPhone 6 顯示晶片的效能，4.7 吋及 5.5 吋的 iPhone 6 表現分別位位第二及第一名。
剔除每支手機螢幕尺寸、解析度不同的二項因素，在關閉螢幕模式下測試顯示晶片的效能會更客觀。讓人意想不到的是，iPhone 6、iPhone 6 Plus 在 1080p 螢幕關閉的模式下，分數仍然穩居第二與第一，可見 PowerVR GX6450 真的很強悍。
最後是瀏覽器 JavaScript 效能測試項目「Kraken」及測試瀏覽器 JavaScript、HTML 執行效能的 「BrowserMark 2.1」。
▼ Kraken，數值愈低表示效能愈好。
▼ BrowserMark 2.1，數值愈高表示效能愈好。
綜合以上的效能測試結，iPhone 6 的 A8 晶片裡的 GPU 或許真的令蘋果迷振奮，但這樣的優勢是因為還沒對上 Adrene 420（沒錯，就是 Snapdragon 805 新的 GPU）以及 Nvidia Kepler（Tegra K1 晶片組裡的 GPU）。至於 CPU 方面，這麼說好了，A8 雙核 Cyclone 效能的確有優於我們預期，是相當於四核心的 Krait 400 CPU。
