Ansonsten bietet die Kamera eine äquivalente Brennweite von 25 mm, eine F2,0 Lichtstärke, laserunterstützten Autofokus und einen RGBC-IR Sensor für bessere Farbwiedergabe. Im Videomodus können Clips mit 4K-Auflösung aufgenommen werden und Sonys sehr effiziente digitale Videostabilisierung ist auch mit an Bord. Die Frontkamera nutzt einen 1/3 Zoll Sensor mit 13 Megapixel Auflösung und eine äquivalente Brennweite von 22 mm.
Die Kameraspezifikationen klingen beeindruckend, aber auch in anderen Bereichen macht das XZ Premium seinem Namen alle Ehre. Das Android 7 Betriebssystem wird mit Qualcomms neustem Snapdragon 835 Chipset und 4 GB RAM angetrieben, der interne Speicher ist 64 GB groß. Bilder und Videos können auf einem 5,5-Zoll-Display mit 4K Auflösung betrachtet werden, das auch HDR-Technologie unterstützt (die hohe Auflösung macht durchaus Sinn, wenn man das Smartphone in einer VR-Brille betreibt). Das Gerät ist rundum in Gorilla Glass 5 eingepackt und wasser- und staubdicht nach IP68-Standard. Der 3230mAh-Akku unterstützt Quick Charge 3.0 und der Powerknopf ist gleichzeitig ein Fingerabdrucksensor.
Gleichzeitig hat Sony auch das Xperia XZs vorgestellt. Dieses hat die gleiche Kamera wie das XZ Premium, ist mit Snapdragon 820 Chipset und 5,2 Zoll 1080p Display ausgestattet, ansonsten aber (mit Ausnahme von 4 statt 3 GB RAM) mit dem bisherigen Xperia XZ (ohne "Premium") identisch. Es wird ab Anfang April 2017 in den Farben Eisblau, Schwarz und Silber für voraussichtlich 649 Euro (UVP) erhältlich sein. Fürs Xperia XZ Premium müssen 100 Euro mehr angelegt werden, also 749 Euro. Das Topmodell wird ab Juni verfügbar sein.