HTC ONE XT采用了一颗英伟达出品的Tegra 3处理器，四核心最高频率1.4GHz，单核最高1.5GHz，CPU性能最高可达Tegra 2的5倍，并且同时实现了更低的功耗。
名为“四核”的Tegra 3实际上内部包含了5个CPU核心，其中一个被称为“Companion CPU core”协核心，5个CPU核心在内部结构上完全一致，均为Cortex-A9架构。协核心则为低功耗制程(LP)打造，漏电流更低，为低频率运行优化，最高频率仅500MHz。 用来在待机时候保证手机的正常通话功能。
从Quadrant Advanced 4700多分，超级兔子跑分过万的情况来看，HTC ONE XT的得分都毫无置疑的位列第一。Vellamo移动网络的基准测试，是用来评估Android设备上的浏览器性能，HTC ONE XT依旧处于领先地位。对于一款TD-SCDMA制式的旗舰手机而言，这样的性能在目前而言是稳坐头把交椅的。
