从配置上看，索尼Xperia 1搭载高通骁龙855移动平台，配备6GB运存与128GB存储空间。另外在续航方面，这款手机配备一块3300毫安的电池，可以保障用户对于续航的需求。同时新品继承了索尼的影音特色，有立体双扬声器，支持Dolby Atmos，同样拥有索尼的动态振动系统，在电影、音乐、游戏等应用场景可根据音频节奏搭配不同的触感反馈。除此之外，还支持无线充电、支持IP68级防水防尘。索尼本次还和部分游戏厂商进行了合作，针对堡垒之夜、王者荣耀等游戏进行了优化。
在外观设计上，索尼Xperia 1采用了一块6.5英寸的4K HDR显示屏，比例为21:9。另外该屏幕支持2K分辨率下，在部分场景屏幕刷新率达到120Hz，支持专业级别的色彩显示。在显示功能上，这款手机提供了标准模式和大师模式，后者拥有更为准确的专业色彩显示效果。另外，索尼Xperia 1相比较上代旗舰XZ3更加方正，设计上基本继承XZ3的风格。配色上，这款手机为用户提供雾黑、霞紫、雪白以及夜黑四种配色。
拍照方面，索尼Xperia 1是索尼首款搭载三摄的手机。主摄是一枚26mm、12MP、f/1.6光圈的主摄，还有一颗16mm、12MP、f/2.4的超广角镜头和一颗52mm、12MP、f/2.4的长焦镜头。主摄和人像镜头均支持OIS防抖。本次索尼Xperia 1相机最大的亮点在于支持人眼对焦功能，另外还支持30秒长曝光。
对于此次索尼Xperia 1采用的“带鱼屏”，是世界首款搭载这种屏幕的手机。索尼同时表示，越来越多的创作者开始推出21:9的视频，例如Netflix、亚马逊Prime、YouTube、索尼影业等等，这些视频提供商正在向21:9的比例方向过渡，采用“带鱼屏”设计也是索尼想为消费者带来更好的视频体验。