SO-04K
8・ピッチ数1.22μm)を、上部には1220万画素のモノクロセンサー(1/2.3型・F値1.6・ピッチ数1.55μm)をそれぞれ背面中央に配置している。またGレンズにはより明るく改良したほか、画像処理エンジンは新たに「AUBE」を採用。この組み合わせにより、デジタル一眼レフ並みの高感度撮影を実現した。他にもメインカメラの下部(カラーセンサー)は4K HDR(24fps記録)や1080pに対応したスーパースローモーション等の動画撮影も可能。インカメラは引き続き1320万画素とスマートフォンの中ではトップクラスの画素数である。
ディスプレイは引き続きHDRに対応した4K相当で、サイズは0.3インチ大きくなり、ホワイトの配列を加えることにより明るさも先代に比べて約30%向上した。精細感や自然な色合いを再現するアップコンバート機能や高性能映像処理エンジンも搭載する。
パフォーマンス性能は他のXZ2シリーズと共用するクアルコム製の「SDM845」チップセットを採用。またシステムメモリの容量は1 IIが発表されるまではシリーズ最大クラスとなる6GBを搭載し、他のXperiaシリーズよりもスムーズで快適な動作が可能である。
機能面では動画や音楽・対応ゲームといったコンテンツに合わせて本体が振動する「ダイナミックバイブレーションシステム」やハイレゾ音源の再生なども対応している。また国内向けのXperiaシリーズとしては初のおくだけ充電をXZ2と共に搭載した。
なおソニーモバイルはのちにXperia 1の展開を開始した事に伴い、同時にPremiumシリーズの新規開発を終了したため本機がPremiumシリーズの最終機種となった。