Xperia Z3 sở hữu sức mạnh của vi xử lý lõi tứ Snapdragon 801,tỷ số inter milan tốc độ 2,5 GHz, bộ nhớ RAM 3 GB và nhân đồ họa Adreno 330. Z3 không có màn hình QHD như kì vọng mà vẫn giữ độ phân giải Full HD, kích thước 5.2 inch.

Sony đã cắt gọt kích thước của Z3 mỗi mặt 1 mm so với Z2, khiến trọng lượng cũng giảm 11g. Máy vẫn giữ thiết kế theo ngôn ngữ Omnibalance, khung kim loại và 2 mặt kính. Máy có camera sau 20,7 megapixel, dùng ống góc rộng 28 mm, dải ISO lên đến 12.800.

Xperia Z3 sẽ được bán ra với các màu trắng, đen, xanh bạc và đồng.

Sản phẩm kế thừa Xperia Z1 Compact cũng được ra mắt cùng với Z3. Xperia Z3 Compact chỉ đơn giản là smartphone có kích thước nhỏ hơn Z3, với cấu hình vẫn giữ ở mức mạnh mẻ như đàn anh của mình.

Sản phẩm này có màn hình 4.6 inch (lớn hơn một ít so với màn hình 4,3 inch của Xperia Z1 Compact), độ phân giải được hạ xuống mức HD 720p, bộ nhớ RAM 2 GB. Dung lượng pin được cắt giảm còn 2.600 mAh so với 3.100 mAh của Z3.

Xperia Z3 Compact có thêm các màu sắc trẻ trung như xanh lá cây, da cam, bên cạnh hai màu trắng và đen tiêu chuẩn.

Trong khi đó, Xperia Z3 Compact Tablet có cấu hình tương tự Z3 nhưng kích thước lớn hơn. Máy tính bảng này được trang bị màn hình 8 inch độ phân giải Full HD, ngoài những điểm tương đồng với Z3, camera chính trên Z3 Compact Tablet bị cắt giảm chỉ còn cảm biến 8,1 megapixel.