سونی یک دوربین ۱۹ مگاپیکسلی در پشت و یک دوربین جلوی ۱۳ مگاپیکسلی برای این گوشی در نظر گرفته است. هر دو دوربین از دیافراگم f/2.0 بهره می‌برند. ویژگی SteadyShot روی این دوربین‌ها قرار گرفته که باعث شده هیچ لرزشی را در زمان فیلم‌برداری مشاهده نکنید. گوشی اکسپریا XZ پرمیوم از صفحه نمایش ۵٫۵ اینچی با کیفیت ۴K بهره می‌برد که با یک لایه محافظه Gorilla Glass 5 محافظت می‌شود. این تلفن همراه هوشمند اولین محصول بازار به حساب می‌آید که با تراشه‌ی اسنپ‌دراگون ۸۳۵ معرفی شده؛ اما به احتمال زیاد گوشی گلکسی S8 سامسونگ اولین گوشی خواهد بود که با این تراشه‌ راهی بازار می‌شود.