As duas formas fornecidas pela classe `ArrayList` são:

    meuArrayList.remove(indice);

Onde `indice` é a posicao do elemento na lista ou:    
    
    meuArrayList.remove(elemento);


Onde `elemento` é uma ocorrência exata de algum elemento que esteja na lista. 

> **Observação**: a segunda forma só funcionará corretamente se sua lista for de algum tipo nativo do java(como string, integer, etc...),
> se você criar objetos próprios, este método só funcionará corretamente
> se sobrescrever o método `equals()`. [Nesta
> resposta](https://pt.stackoverflow.com/a/122981/28595) explica como
> fazer isso de forma correta.

Segundo o código fonte dos métodos [`remove(index)`][1] e [`remove(Element)`][2], pode-se perceber que a primeira opção não percorre toda a lista, removendo diretamente no índice do elemento, enquanto a segunda vai percorrer até encontrar a primeira ocorrência do elemento passado para remover. 

Veja o teste abaixo:

    import java.util.ArrayList;
    
    public class ArrayListRemocaoTest {
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		
    		System.out.println("- Removendo o primeiro item/indice");		
	    	executarTeste("0");
    		System.out.println();
	    	System.out.println("- Removendo um item/indice intermediario");
    		executarTeste("5000");
	    	System.out.println();
    		System.out.println("- Removendo o ultimo item/indice");
	    	executarTeste("9999");
    		
    	}
    
    	private static void executarTeste(String valueIndex) {
    		
    		ArrayList<String> array1 = new ArrayList<>();
    		ArrayList<String> array2 = new ArrayList<>();
    		
    		for(int i = 0; i < 10000; i++){
    			array1.add(i+"");
    			array2.add(i+"");
    		}
    
    		int indice = Integer.valueOf(valueIndex);
    		
    		long startTime = System.nanoTime();
    		array1.remove(indice);
    		long endTime = System.nanoTime();
    
    		double duration1 = (endTime - startTime)/1000000d;
    		
    		System.out.println("Tempo de remoção do remove(index)(ms): " + String.format("%.3f", duration1));		
    		
    		startTime = System.nanoTime();
    		array2.remove(valueIndex);
    		endTime = System.nanoTime();
    
    		double duration2 = (endTime - startTime)/1000000d;
    		
    		System.out.println("Tempo de remoção do remove(Element)(ms): " + String.format("%.3f", duration2));
    		
    		System.out.println("Diferença de tempo entre as duas formas: " + String.format("%.3f", (duration2-duration1)));
    	}
    
    }

O resultado varia a cada execução, mas pode-se perceber uma pequena diferença entre ambos. No código acima há 3 testes, que fiz utilizando a IDE eclipse, com duas listas com tamanho de 10.000 itens(o código pode ser testado no [IDEONE](https://ideone.com/rnIXs7)). Os testes são os seguintes: 

- remover o primeiro elemento das listas com os dois métodos;
- remover um elemento intermediário(como o indice 5000) das listas com os dois métodos;
- remover o ultimo elemento das listas com os dois métodos;

E os resultados da execução foram:

    - Removendo o primeiro item/indice
    Tempo de remoção do remove(index)(ms): 0,032
    Tempo de remoção do remove(Element)(ms): 0,038
    Diferença de tempo entre as duas formas: 0,006
    
    - Removendo um item/indice intermediario
    Tempo de remoção do remove(index)(ms): 0,014
    Tempo de remoção do remove(Element)(ms): 0,754
    Diferença de tempo entre as duas formas: 0,740
    
    - Removendo o ultimo item/indice
    Tempo de remoção do remove(index)(ms): 0,034
    Tempo de remoção do remove(Element)(ms): 1,430
    Diferença de tempo entre as duas formas: 1,396

Perceba que nos três testes, remover pelo índice foi mais rápido, mas a diferença de tempo é quase irrisória. 

O que realmente impacta nos valores dos testes é que em ambas as formas de remoção, a lista realoca todos os seus elementos, de forma a posicionar o elemento a ser removido na ultima posição, e depois aplicando `null` nesta posição, deixando o *Garbage Collector* fazer o restante. Dependendo do uso dos recursos do hardware compartilhados nesse momento de realocação, afeta o tempo do teste também.

  [1]: http://grepcode.com/file/repository.grepcode.com/java/root/jdk/openjdk/8u40-b25/java/util/ArrayList.java#ArrayList.remove%28int%29
  [2]: http://grepcode.com/file/repository.grepcode.com/java/root/jdk/openjdk/8u40-b25/java/util/ArrayList.java#ArrayList.remove%28java.lang.Object%29