L'Amazfit Cheetah 2 Pro est une montre connectée au boîtier de 48 x 48 mm, réalisé en titane de qualité 5 avec un verre de protection en saphir. Elle mesure 15,6 mm d'épaisseur avec le capteur cardiaque (13,2 mm sans) et pèse 45,6 g sans bracelet. L'écran est un AMOLED de 1,32 pouce en 466 x 466 pixels, avec une luminosité maximale annoncée de 3 000 nits. L'appareil est étanche jusqu'à 50 mètres (norme 5 ATM) et intègre une lampe torche à deux couleurs, un microphone et un haut-parleur pour les appels au poignet.

Côté capteurs, la montre embarque un capteur cardiaque optique, un accéléromètre, un gyroscope, un capteur de lumière ambiante, un capteur géomagnétique, un thermomètre et un altimètre barométrique. Le positionnement s'appuie sur une réception double bande couplée à six systèmes satellites. La connectivité comprend le Bluetooth, le Wi-Fi 2,4 GHz et 32 Go de stockage interne, permettant le téléchargement de cartes hors ligne. L'appareil est compatible avec Android 7.0 et versions ultérieures, ainsi qu'iOS 14.0 et versions ultérieures.

Sur l'autonomie, la batterie a une capacité annoncée de 540 mAh, pour une tenue en usage courant allant jusqu'à 20 jours, 10 jours en usage intensif, 8 jours avec écran permanent activé, et jusqu'à 31 heures en mode GPS de précision (69 heures en mode économie d'énergie). La montre propose plus de 170 modes sportifs, avec reconnaissance automatique de 25 mouvements de musculation et de 8 activités sportives, ainsi qu'un suivi de métriques de course comme le seuil lactique, la puissance de course ou le temps de contact au sol.