Pixel und Pixel XL unterscheiden sich nur bezüglich der Displaygröße- und Anzahl der Display-Pixel sowie Akkukapazität, haben ansonsten die gleichen Spezifikationen. Im kleineren Pixel sind ein 5-Zoll-Display mit 1080p Full-HD Auflösung und ein 2770mAh-Akku verbaut, im XL Modell gibt es einen 5,5-Zoll großen AMOLED-Bildschirm mit QHD-Auflösung und höherer Pixeldichte (534 ppi) und einen leistungsstärkeren Akku mit 3450 mAh.
Auf beiden Modellen läuft Googles neuestes Android 7.1 Nougat Betriebssystem, angetrieben von Qualcomms High-End Chipset Snapdragon 821 und 4 GByte RAM. Wahlweise gibt es 32 oder 128 GByte eingebauten Flash-Speicher, aber, wie schon bei den Nexus-Geräten, keinen Einschub für MicroSD-Speicherkarten. Stattdessen können Pixel-Nutzer unbegrenzt Fotos in Originalauflösung auf Googles Cloud-Service ablegen.
Auf dem Papier haben sich die Hardwarespezifikationen der Kamera gegenüber den Nexus-Geräten vom Vorjahr nicht geändert. Bilddaten werden auf einem 1/2.3 Zoll 12 Megapixelsensor mit einer Pixelgröße von 1,55 µm aufgenommen und das Objektiv hat eine feste F2.0 Blende. Jedoch erlaubt es die verbesserte Rechenpower des Bildprozessors, Googles HDR+ Modus nun permanent zu aktivieren. HDR+ nimmt in Sekundenbruchteilen mehrere Bilder auf und verschmilzt sie digital zu einer Aufnahme. So können Bildrauschen und Artefakte minimiert und gleichzeitig Bilddetails optimiert werden, ohne dass für den Nutzer merkbare Wartezeiten entstehen. Außerdem nutzt ein neuer Algorithmus zur elektronischen Videostabilisierung nun Daten vom Smartphone-Gyroskop für noch sanftere Schwenks und weniger Verwacklungen. Das Zusammenspiel von Hard- und Software scheint gut zu funktionieren. Im DxOMark-Bildqualitätsranking belegt die Pixel-Kamera mit 89 Punkten den ersten Platz unter allen bisher getesteten Smartphones. Auf der Vorderseite ist eine Selfie-Kamera mit 8 Megapixel Auflösung verbaut.
Verpackt ist die Technik in einem ansprechenden Metallgehäuse mit Glaseinlage auf der Rückseite. In Deutschland werden das Pixel und Pixel XL in Silber oder Schwarz verfügbar sein und auch preislich in der Oberklasse mitspielen. Das Pixel mit 32 GByte wird für 759 Euro zu haben sein, die Variante mit 128 GByte kostet gleich 869 Euro. Das sind nicht nur Aufpreise wie bei Apple, sondern auch Preise wie bei Apple, nämlich wie beim aktuellen iPhone 7 (mit allerdings etwas kleinerem Display). Auch für die größere XL-Version orientiert sich Google auf den Cent genau an den Preisen von Apple (für sein iPhone 7 Plus, das ein niedriger auflösendes Display hat, aber eine Doppelkamera mit zwei Brennweiten): 899 Euro für die Version mit 32 GByte und 1009 Euro für die Version mit 128 GByte Speicher. Das sind sehr sportliche Preise für Android-Smartphones, die im Vergleich zu Apple-Geräten einem ungleich höheren Preisverfall und Wertverlust unterliegen.