Sony Xperia Z5 posiada 5,2 calowy wyświetlacz o rozdzielczości 1080 x 1920 px. System Android 5,1 działa pod kontrolą 8 rdzeniowego procesora Qualcomm, 2 GHz i 3 GB pamięci RAM.
Smartfon posiada 32 GB wbudowanej pamięci oraz obsługuje karty pamięci o pojemności 200 GB.
Telefon posiada dwa aparaty fotograficzne: przedni 23 Mpx z hydbrydowym autofocusem. Drugi (tylny) aparat posiada 5 Mpx matrycę.
Smartfon pracuje w standardzie LTE i obsługuje NFC. Wyposażono go również w moduł Bluetooth 4.1.