На фронтальной панели FiiO M9 смонтирован контрастный сенсорный IPS-дисплей с диагональю 3,2 дюйма, который упрощает управление плеером. В данной модели используется ЦАП на базе двух микросхем AK4490, благодаря чему удалось дополнительно расширить динамический диапазон, улучшить степень разделения стереоканалом и снизить искажения. В качестве буферных усилителей в данной модели используются микросхемы OPA1622, характеризующиеся высокой скоростью нарастания выходного сигнала. Работой проигрывателя управляет специализированный процессор Exynos & Dual, а в качестве операционной системы здесь используется Android.
Проигрыватель воспроизводит музыкальные файлы в форматах Lossless и High Resolution с параметрами до 24 бит / 192 кГц (PCM) и DSD 5,6 МГц. Аппарат имеет сертификацию Hi-Res Audio, а тип воспроизводимого сигнала отображается с помощью многоцветного индикатора. HОбъем встроенной памяти проигрывателя составляет 4 Гб, однако для хранения обширных музыкальных коллекций можно использовать карты microSD, максимальный объем которой может составлять 200 Гб.
Проигрыватель оснащен разъемами для балансного и небалансного подключения наушников, при этом последний выход может работать и в качестве линейного, для подсоединения FiiO M9 к стереоусилителю. Еще одной интересной функцией проигрывателя является возможность его использования в качестве USB-ЦАП для подключения к компьютеру. В качестве еще одного варианта подключения FiiO M9, например, к беспроводным наушникам, можно использовать встроенный Bluetooth. Он поддерживает улучшенный аудиокодек aptX/aptX HD и способен передавать звуковой сигнал с максимальным на сегодня качеством. Емкости встроенного аккумулятора в FiiO M9 хватает примерно на 10 часов прослушивания музыки при средней громкости.