SONY Xeria XZ Premium在外观上采用了“合一设计”，XZ Premium背部镜面材质为“镀铬玻璃”。整体方正，棱角分明，对称式设计，指纹识别在侧面，接口采用USB-C，整机支持IP68级别防水。XZ Premium将会提供传统的闪银与炫黑配色。

SONY XZ Premium标配高通骁龙835，辅以4GB RAM+64GB ROM，电池容量为3230mAh，而屏幕将会搭载5.5英寸4K HDR显示屏（3840x2160），这与索尼旗舰电视同步，并且也可以在手机上享受 4K HDR内容。其他方面，由于将会搭载高通骁龙835，因此也会有5G的支持，同时相机的ISP也将会更强。

影像系统上，XZ Premium将会搭载索尼最新的IMX400传感器，其有效像素为1900万，1/2.3英寸尺寸，单个尺寸面积为 1.22um。除此之外，IMX400突破的是将DRAM存储封装进CMOS之内，从而带来了更强的性能，XZ Premium均支持960fps慢动作视频的拍摄，4K视频摄录也不在话下。整个相机模块，索尼官方称之为Motion Eye，表示新的相机系统在运动画面捕捉上也更为犀利。