「Xperia Z1 SO-01F」のカメラ機能には、ソニーのデジカメ「Cyber-shot」などで培った技術を結集。「Xperia」シリーズ史上最高の約2,070万画素を誇るソニーの1/2.3型の裏面照射型CMOSセンサー「Exmor RS for mobile」、F2.0&広角27mmの「ソニー Gレンズ」、画像処理エンジン「BIONZR for mobile」、「電子式手ブレ補正」などを搭載する。
また、シャッターを切った瞬間とその前後30枚ずつ合計61枚を高速連写できる「タイムシフト連写」機能や、撮った写真から建物、ワイン、書籍、文字列などの情報を検索できる「Info-eye」機能も装備する。
ディスプレイは、5インチフルHD(1,080×1,920ピクセル)の「トリルミナスディスプレイ for mobile」。これは最新の「BRAVIA」に搭載されている広色域でより美しいリアルな映像を実現する。このように「映す・写す」と「再生する」に注力したモデルといえる。
スペックも高い。OSはAndroid 4.2だが、プロセッサはクアッドコア“Snapdragon 800”「MM8974」(2.2GHz)、メモリは2GB、内蔵ストレージは32GBを搭載。通信では最大下り150Mbpsの1.7GHz帯「Xi」(LTE)に対応、ワイヤレスはIEEE 802.11 a/b/g/n/ac、Bluetooth 4.0。そのほかNFC、おサイフケータイ、フルセグ、テザリング、赤外線通信、IPX5/IPX8の防水性能・IP5Xの防塵性能を装備する。NOTTV視聴もサポートされる。
バッテリー容量は3,000mAh、本体サイズは幅74mm×高さ144mm×奥行8.5mm、重量は171g。連続通話時間は約1310分、連続待受時間は約740時間(3G)、約610時間(LTE)。カラーはブラック、ホワイト、パープルの3色。