Sony Xperia Z je poháněn 1,5 GHz čtyřjádrovým procesorem, který je doplněn 2 GB pamětí RAM. Data a aplikace se ukládají na 16 GB interní paměť, kterou je možné rozšířit pomocí micro SD slotu (až 32 GB). Dotykový LCD displej má velikost 5" a Full HD rozlišení 1920 x 1080 bodů. Ve výbavě nechybí standardní microUSB konektor, 3.5mm stereo jack pro sluchátka, GPS navigace a technologie NFC, Bluetooth a Wi-Fi.Správu systému zajišťuje platforma Google Android 4.1 (Jelly Bean).