Die Auflösung liegt bei 2160 x 1080 Bildpunkten – das XZ2 kommt dabei auf eine Bilddiagonale von 5,7 Zoll, das XZ2 Compact auf etwas kleinere 5 Zoll. Beim Prozessor setzt Sony auf den Qualcomm Snapdragon 845, der mit acht Kernen arbeitet und stellt diesem eine Adreno 630-GPU zur Seite. Die Hauptkamera mit ihrem 1/2,3 -Zoll-Sensor liefert 19 Megapixel und beherbergt ein Objektiv mit Blende F2,0. Das gab´s schon beim Vorgängermodell, jetzt sind aber 4K-Videoaufnahmen mit HDR (BT.2020) als HLG in 10-Bit machbar. Die Superzeitlupe mit 960-Bildern gelingt jetzt zudem in 1080p. Der 5-Achsen-Bildstabilisator greift nur bei Full-HD.
Beide Varianten bieten einen Massenspeicher von 64 Gigabyte, der sich wie üblich per microSD-Karte erweitern lässt. Als Betriebssystem kommt schon wie bei Samsung das neue Android 8.0 zum Einsatz. Sony schützt das Gehäuse nach IP68-Standard vor Wasser und Staub, wobei das XZ2 mit einer Glasrückseite aufwarten kann, das kleinere XZ2 Compact hier mit Polycarbonat ausgestattet ist.