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本体デザインや3.5型「Retinaディスプレイ」(960×640ドット)などを継承しつつ、新たにプロセッサーにデュアルコアの「A5プロセッサー」を採用。現行モデルの「iPhone 4」に比べ、処理能力が最大2倍、グラフィック性能が最大7倍に向上しているという。
また、カメラ機能も強化。裏面照射型センサーを従来の500万画素から800万画素へと高画素化したほか、レンズについても5枚のレンズを組み合わせたF2.4のカスタムレンズへと強化している。さらに、「A5プロセッサー」の採用により、カメラの動作レスポンスも改善。動画撮影機能も、1080pのフルHD動画対応へと進化している。