这款处理器由高通公司研发，属于骁龙800系列的升级版本，采用28nm HPMHigh Performance Mobile制程工艺。其核心架构为四核Krait 400，单核心主频达到2.5GHz，相比骁龙800系列的早期型号如MSM8974AA、MSM8974AB，在运算速度和能效比上均有优化。
在图形处理方面，骁龙801MSM8974AC集成Adreno 330 GPU，支持OpenGL ES 3.0、DirectX 11及OpenCL 1.2等图形接口，理论图形渲染能力可达576 GFLOPS。这一配置确保米4电信版能够流畅运行当时主流的3D游戏，并支持1080P分辨率视频的录制与播放。
针对电信网络需求，该处理器集成多模调制调器，支持CDMA 2000、LTE-FDD、LTE-TDD等网络制式，可兼容电信2GCDMA 1X、3GEVDO及4GLTE网络，满足用户对高速数据传输的需求。同时，其支持LPDDR3内存规格，与米4电信版配备的3GB RAM形成良好匹配，提升多任务处理效率。
作为2014年的旗舰级处理器，骁龙801MSM8974AC在性能上与同期三星Galaxy S5、HTC One M8等机型的处理器处于同一梯队，为米4电信版提供了强劲的运算支撑，使其在当时的智能手机市场中保持了较高的竞争力。