Für das Speichern von Bildern, Videos, Musik etc. stehen dem 161 Gramm schweren Sony Xperia XZ intern 32 GB zur Verfügung. Falls das nicht ausreichen sollte, kann dieser mittels externen Speicher (microSDXC, microSDHC, microSD) erweitert werden. Es besitzt ein 5,2 Zoll IPS LCD Display mit einer Pixeldichte von 424 ppi.
Die hochauflösende Rückkamera des Xperia XZ hat eine maximale Auflösung von 23 Megapixel. Die Frontkamera hat eine Auflösung von 13 MP. Es besitzt einen Sensor zum Scannen des Fingerabdrucks, welcher zur Entsperrung des Gerätes oder generell bei Sicherheitsabfragen nutzbar ist und gegenüber bekannten Verfahren (PIN/Muster) höheren Schutz gegen Missbrauch verspricht. Im Smartphone kommt ein Quad-Core Prozessor (Qualcomm Snapdragon 820 MSM8996) zusammen mit 3 GB Arbeitsspeicher zum Einsatz. Für Technikspezialisten: Zur Grafikberechnung wird ein Adreno 530 verwendet.