Οι τρεις εκδόσεις του θα διαφέρουν ως προς το μέγεθος και σε ό,τι αφορά το μεγαλύτερο σε διαστάσεις, Sony Xperia Z premium, και στην ανάλυση της οθόνης του.
Ξεκινώντας από το μεγαλύτερο της οικογένειας, Xperia Z5 Premium η οθόνη του είναι στις 5,5 ίντσες και είναι το πρώτο στον κόσμο με ανάλυση 4Κ UHD, δηλαδή 3840x2160.
Το μεσαίο μοντέλο Xperia Z5 από πλευράς μεγέθους διαθέτει οθόνη 5,2 ιντσών ανάλυσης 1920x1080, ενώ το μικρότερο Xperia Z5 compact περιορίζεται στις 4.6 ίντσες με οθόνη 1280x720.
Θέτοντας τον πήχη ακόμα ψηλότερα, στη νέα γενιά του Xperia Z5 η κάμερα έχει ανάλυση 23Mpixel και χρησιμοποιεί τον νέο μεγάλο αισθητήρα της Sony για κινητά τηλέφωνα ExmorRS με φακό f2.0. Η κάμερα έχει δυνατότητα εστίασης μέσα σε 0.03 δευτερόλεπτα και υπάρχει η δυνατότητα λήψης βίντεο 4K.
To hardware της νέας σειράς είναι το ίδιο και για τα τρία μοντέλα, διαφέροντας στη χωρητικότητα της μνήμης και της μπαταρίας. Διαθέτουν οκταπύρηνο επεξεργαστή Qualcomm Snapdragon 810 και τρέχουν λειτουργικό Android Lollipop 5.1. Η μνήμη RAM είναι 3GB στην περίπτωση των δύο μεγαλύτερων μοντέλων, ενώ για το Compact 2GB. Η επέκταση της μνήμης μέσω κάρτας microSD μπορεί να φτάσει έως τα 200GB. Αξίζει να σημειωθεί ότι το πλήκτρο ενεργοποίησης στο πλάι είναι ταυτόχρονα και αισθητήρας δακτυλικού αποτυπώματος, ενώ η κατασκευή της νέας σειράς είναι ανθεκτική στη σκόνη και το νερό.
