三星迎接Galaxy S系列手机的下一个十年，一改过去的命名规则，发表全新Galaxy S20系列，除了S20与S20+之外，还有强调极致效能、专业等级的S20 Ultra，同时配合5G时代，也都推出5G版本；此外，更以改变摄影的方式作为诉求，搭载专业级相机镜头、创新摄录影功能。
除了系列命名规则的改变，三星Galaxy S20系列三款手机与前一代Galaxy 10系列的目标族群设定上稍有不同。取消原有S10e的产品，延续S10与S10+接续推出S20与S20+，另外又开发出大萤幕且相机规格配置更高的版本S20 Ultra，让整个Galaxy S20系列设计更加一致，只有屏幕、机身尺寸大小，以及镜头配置上的差异。
SAMSUNG Galaxy S20系列总共提供「星空灰」、「晴空粉」、「晴空蓝」、「星空黑」等颜色；相较上一代来说，款式少了一些，较具特色的款式属「晴空蓝」，有Galaxy S10系列「绚光白」或Galaxy Note 10系列「星环银」的影子。
SAMSUNG Galaxy S20与S20+皆前置1,000万画素镜头，而S20 Ultra提供4,000万画素。主相机方面，S20采用三镜头设计，拥有1,200万画素超广角镜头（120°广角、F2.2光圈）+ 1,200万画素广角镜头（79°广角、F1.8光圈、OIS）+ 6,400万画素远距镜头（76°广角、F2.0光圈、OIS）。
其中，SAMSUNG Galaxy S20与S20+同样提供3倍混合光学变焦、最高30倍超高倍变焦；S20 Ultra则是由于采用折叠式（潜望式）镜头设计，带来10倍混合光学变焦、最高100倍的超高倍变焦。另外，S20 Ultra也是首款使用由三星开发的Nona Binning技术的手机，手机会在低光源环境下判断，是否要启用该功能，进而将9个像素合并成单一像素，让用户在高解析度的1亿800万画素、1,200万画素两种模式之间动态切换，提供超清晰的夜拍效果。
由于SAMSUNG Galaxy S20 Ultra采用折叠式镜头设计，所以镜头模组比起S20与S20+更加明显凸起，成为S20 Ultra外观上较明显的痛点。
若套上专属保护壳，则是能将SAMSUNG Galaxy S20 Ultra镜头模组凸出的状况，完全隐藏起来。
SAMSUNG Galaxy S20 Ultra最高可提供100倍的数位变焦，启动高倍数变焦与其它品牌最大差异在于，画面右上方会有预览视觉，方便让用户了解镜头拍摄的位置为何，算是非常贴心的应用。
除了硬体规格的精进外，SAMSUNG Galaxy S20系列也带来不少有利于创作者运用的新功能，包括支援最高30FPS的8K高画质录影、专业录影模式、夜间缩时录影，以及升级成60FPS的超稳定动态摄影（Super Steady），至于自动场景辨识可提供多达30种智慧辨识。
SAMSUNG Galaxy S20系列除了专业的拍照模式外，新增专业录影模式，能让创作者进行细项的设定调整。
SAMSUNG Galaxy S20系列缩时录影，增加夜间模式。
另外，SAMSUNG Galaxy S20系列还新增一键拍录（Single Take）功能，运用AI运算，最多自动剪辑4段最长10秒的影片，或者挑选出最多10张的最佳相片，供用户轻松上传分享。还有可在照片中放大或是影片播放时，透过快速截取图标（Quick Crop icon）能够直接截取相片的应用功能，为此次新机的使用者体验增色不少。
S20系列屏幕：O极限、120Hz更新率
SAMSUNG Galaxy S20系列导入Galaxy S10系列就出现过的Infinity-O萤幕设计，但O型前镜头由右侧改为置中，就像Galaxy Note 10系列一样，但Galaxy S20系列的萤幕开孔更小，例如S20 Ultra前镜头较S10面积缩小29%、较Note 10+则是小18%。
屏幕尺寸上，SAMSUNG Galaxy S20、S20+、S20 Ultra分别为搭载6.2吋、6.7吋、6.9吋；其中，S20 Ultra拥有Galaxy S系列有史以来最大的萤幕尺寸。另外，Galaxy S20全系列皆采用20：9比例萤幕，支援120Hz萤幕更新率，同时搭载三星目前最顶级的Dynamic AMOLED 2X萤幕，较前一代萤幕减少蓝光18%。
SAMSUNG Galaxy S20、S20+、S20 Ultra屏幕占比分别为93.2%、93.7%、94.2%。
SAMSUNG Galaxy S20系列萤幕覆盖康宁大猩猩第六代玻璃，采用极窄边框设计，两边微曲，但弧度没有上一代那么明显。
SAMSUNG Galaxy S20系列是三星旗下首款支援120Hz萤幕更新率的手机，在特定应用程式下能以超高帧数带来流畅的画面表现，萤幕亦可切换成标准的60Hz来使用。
S20系列电池：最高5千大电量
SAMSUNG Galaxy S20 Ultra除了是Galaxy S系列有史以来最大萤幕尺寸的手机，同时也拥有最大电量，搭载5,000mAh；S20与S20+电量则是分别拥有4,000mAh、4,500mAh。另外，Galaxy S20全系列支援25W闪电快充（有线）、15W无线闪充，以及无线电力分享；S20 Ultra规格更高，有45W闪电快充（须另行购买充电器）。
S20系列版本与颜色：支援5G、最高16GB RAM
如同过往的三星旗舰手机，SAMSUNG Galaxy S20系列会有三星Exony 990（2.7GHz + 2.5GHz + 2.0GHz）与高通Snapdragon 865（2.8GHz + 2.4GHz + 1.8 GHz）两种不同的处理器版本；配合5G时代，亦同步推出4G LTE与5G两种规格版本，亦支援Wi-Fi 6。
此外，SAMSUNG Galaxy S20拥有8GB + 128GB（LTE）、12GB + 128GB（5G）可选，S20+提供8GB + 128GB（LTE）、12GB + 128GB（5G）、12GB + 256G（5G） 、12GB + 512GB（5G ），S20 Ultra则有12GB + 128GB（LTE / 5G）、12GB + 256GB（LTE / 5G）、16GB + 512GB（LTE / 5G），首度加入16GB RAM的规格。采用三选二卡槽设计，能够选择双卡双待，或是使用microSD卡扩充储存空间，最高可至1TB。
颜色部分，在全新推出的SAMSUNG Galaxy S20系列能够看到「星空黑」、「星空灰」、「晴空蓝」、「晴空粉」等不同的款式，但并非每一款手机都有推出这四种颜色。像是S20提供「星空灰」、「晴空蓝」、「晴空粉」三色，S20+则有「星空黑、「星空灰」、「晴空蓝」，S20 Ultra仅有「星空黑」、「星空灰」两色。
SAMSUNG Galaxy S20拥有「晴空粉」、「星空灰」、「晴空蓝」。
SAMSUNG Galaxy S20+提供「星空黑、「星空灰」、「晴空蓝」。
SAMSUNG Galaxy S20 Ultra仅有「星空黑」与「星空灰」。
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