外观方面，Xperia XZ2 Premium与XZ2相差不大，均采用“流体 3D 表面” 设计，不同是XZ2P采用了后置指纹，前后采用双玻璃与金属中框的组合，共有黑、银两种色。
配置方面，Xperia XZ2 Premium的屏幕采用一块5.8英寸4K HDR (2160 x 3840) LCD屏幕，屏幕比例依旧是16：9。处理器搭载高通骁龙845，存储为6GB RAM+64GB ROM组合，标配3540mAh电池，支持无线充电与QC3.0快充。
Xperia XZ2 Premium前置摄像头为1300万像素，后置采用采用1900万像素+1200万像素双摄像头（CMOS 的像素尺寸分别为1.22μm和1.55μm，光圈分别是F1.8与F1.6），双摄方案为彩色+黑白。ISO最高可达到51200，视频可达到ISO12800，官方表示在暗光下可以获得更明亮、更纯净的图像。同时，双摄像头也可提供模拟景深的图片。
