Kết quả thử nghiệm sau khi cập nhật phần mềm cho thấy mức chênh lệch nhiệt độ giữa One M9 so với các đối thủ như iPhone 6 Plus, Galaxy Note 4, LG G3, One M8 là không đáng kể. Ngoài ra, vỏ nhôm của One M9 đang hoạt động như một tấm tản nhiệt. Nhiệt độ sinh ra được lan truyền khắp bề mặt điện thoại chứ không tập trung quanh một điểm duy nhất như trên iPhone 6, LG G3 và Galaxy Note 4.
Bằng cách tinh chỉnh cấu hình điều tiết nhiệt của GPU và CPU trong SoC Snapdragon 810. Nói cách khác, khi nhiệt độ SoC đạt tới một mức nhất định vi xử lý sẽ bị áp đặt giới hạn tốc độ tối đa. Trong bản cập nhật phần mềm ngưỡng nhiệt độ của SoC được thiết lập ở mức thấp hơn. Kết quả là bằng cách giảm hiệu suất nhiệt độ của SoC được giữ ở mức chấp nhận được. Hầu hết các SoC trong smartphone đều có chức năng này chứ không phải riêng Snapdragon 810.
Nói một cách ngắn gọn, có vẻ như HTC One M9 không gặp vấn đề quá nhiệt mặc dù hiệu suất của nó sẽ bị giới hạn khi SoC đạt mức nhiệt độ nhất định. Hiện chưa có những thử nghiệm thực tế nên chưa thể kết luận được rằng nhiệt độ có ảnh hưởng tới hiệu suất tổng thể của One M9 hay không. Như vậy, hiệu quả tản nhiệt của HTC One M9 tương đồng với các flaship khác.