Das neue Xperia Z2 ist in der Größe des Displays etwas gewachsen. Im Vergleich zum 5-Zoll-Bildschirm des Vorgängers Xperia Z1 gibt es nun ein 5,2-Zoll-Display. Die Auflösung bleibt unverändert bei Full HD mit 1920 x 1080 Pixeln. Das sogenannte Triluminos-Display bietet im Z2 zusätzlich die "Live Colour LEDs". Damit will Sony unter anderem mit reichhaltigeren Farben punkten.

Als Besonderheit verbaut Sony im neuen Xperia Z2 eine 20,7-Megapixel-Kamera, die 4K-Videos aufnehmen kann. Neben den Videos mit 3840 × 2160 Pixel Auflösung bei 30 fps lassen sich auch Zeitlupenaufnahmen mit bis zu 120 fps machen. Sony legt bei der Xperia Z2 außerdem viel Wert auf die Funktionalität der Kamera-Apps. Bilder und Videos können gleich mit diversen Effekten bearbeitet werden.

Sonys Android-Smartphone nutzt den neuen Qualcomm Snapdragon 801 mit Quad-Core und 2,3 GHz Taktfrequenz. Dem Prozessor stehen 3 GByte RAM zur Verfügung. Über den Chip unterstützt das Xperia Z2 auch 4G LTE mit Bandbreiten von bis zu 150 Mbit/s. Sony implementiert in seinem Smartphone außerdem noch NFC. Der Akku des Smartphones bietet eine Kapazität von 3200 mAh. Damit sind Sprechzeiten von bis zu 830 Stunden möglich, die Stand-by-Zeit beziffert Sony mit 880 Stunden. Video-Playback soll bis zu 440 Stunden lang möglich sein. Das 146,8 x 73,3 x 8,2 mm große Xperia Z2 besitzt 16 GByte internen Speicher und lässt sich über einen microSD-Karten-Slot um bis zu 64 GByte erweitern.

Das nach den Normen IP55 & IP58 staub- und wasserdichte Smartphone soll weltweit im März 2014 verfügbar sein. Angaben zu den Preisen des Xperia Z2 hat Sony nicht gemacht.