Как и родоначальник серии, чип Helio X20, новые изделия производятся по 20-нанометровой технологии. Они выполнены в соответствии с архитектурой Tri-Cluster: один из вычислительных блоков объединяет два производительных ядра Cortex-A72, два других — по четыре ядра Cortex-A53. Частотная формула решений Helio X23 и Helio X27 — 2,3 ГГц/1,85 ГГц/1,4 ГГц и 2,6 ГГц/2,0 ГГц/1,6 ГГц соответственно (см. сравнительную таблицу).
В состав процессоров входит графический ускоритель ARM Mali T880 MP4: его частота составляет 780 МГц у версии Helio X23 и 875 МГц у модификации Helio X27. Обеспечивается поддержка дисплеев формата WQXGA (2560 × 1600 точек). Чипы позволяют кодировать и декодировать видео в разрешении 4K × 2K со скоростью 30 кадров в секунду.
Кроме того, изделия содержат контроллер оперативной памяти LPDDR3-800 с поддержкой до 4 Гбайт ОЗУ, сотовый модем LTE FDD/TDD R11 Cat-6 (до 300 Мбит/с), адаптеры беспроводной связи Wi-Fi 802.11ac и Bluetooth, приёмник GPS/ГЛОНАСС.
В новых чипах реализована передовая технология энергосбережения EnergySmart Screen, оптимизирующая параметры экрана в соответствии с отображаемым контентом и текущей освещённостью. Кроме того, заявлена полная поддержка сдвоенных камер.
MediaTek отмечает, что первые мобильные устройства на процессорах Helio X23 и Helio X27 появятся в ближайшее время.