外觀設計上，Pixel 9a 的尺寸為 154.7 x 73.3 x 8.9mm，重量為 185.9g，較前代略大但更輕。支持 IP68 級別防水防塵，提供曜石黑、陶瓷白、鳶尾紫和牡丹粉四種配色。

該手機采用了 6.285 英寸 Actua 顯示屏，分辨率達到 1080x2424，支持 120 Hz 刷新率和 240 Hz 觸控采樣率。屏幕的峰值亮度高達 2700 尼特，HDR 亮度為 1800 尼特，并采用 Gorilla Glass 3 保護玻璃，兼顧清晰度和耐用性。

影像配置上，Pixel 9a 后置 4800 萬像素 GN8 Quad Dual Pixel 主攝像頭(f/1.7)和 1300 萬像素索尼 IMX712 超廣角攝像頭(f/2.2)。前置攝像頭同樣采用 1300 萬像素索尼 IMX712 傳感器。

Pixel 9a 搭載了 Google Tensor G4 處理器，配備 Titan M2 安全芯片。提供8GB LPDDR5X RAM 和 128GB / 256GB UFS 3.1 存儲空間可供選擇。內置有5100mAh 大容量電池，較 Pixel 8a 電池容量提升了約 13%，支持 23W 有線快充和 7.5W 無線充電，但不支持 Qi2 標準。