外观设计上，Pixel 9a 的尺寸为 154.7 x 73.3 x 8.9mm，重量为 185.9g，较前代略大但更轻。支持 IP68 级别防水防尘，提供曜石黑、陶瓷白、鸢尾紫和牡丹粉四种配色。

该手机采用了 6.285 英寸 Actua 显示屏，分辨率达到 1080x2424，支持 120 Hz 刷新率和 240 Hz 触控采样率。屏幕的峰值亮度高达 2700 尼特，HDR 亮度为 1800 尼特，并采用 Gorilla Glass 3 保护玻璃，兼顾清晰度和耐用性。

影像配置上，Pixel 9a 后置 4800 万像素 GN8 Quad Dual Pixel 主摄像头(f/1.7)和 1300 万像素索尼 IMX712 超广角摄像头(f/2.2)。前置摄像头同样采用 1300 万像素索尼 IMX712 传感器。

Pixel 9a 搭载了 Google Tensor G4 处理器，配备 Titan M2 安全芯片。提供8GB LPDDR5X RAM 和 128GB / 256GB UFS 3.1 存储空间可供选择。内置有5100mAh 大容量电池，较 Pixel 8a 电池容量提升了约 13%，支持 23W 有线快充和 7.5W 无线充电，但不支持 Qi2 标准。