Thông tin rò rỉ cho thấy Xperia Z3x được trang bị một cảm biến Exmor RS thế hệ mới của Sony có độ phân giải 22-megapixel. Đáng chú ý cảm biến mới có kích thước lớn 2/3 inch. Ống kính có khẩu độ mở f/1.2, điều này giúp chất lượng các ảnh chụp trong điều kiện thiếu sáng là khá tốt. Ngoài ra theo những hình ảnh rò rỉ cho thấy máy đi kèm bộ phụ kiện bao gồm ống kính có góc mở khá rộng lên tới 94 độ và một đèn flash lớn.
Bên cạnh những thông số "khủng" của máy ảnh tích hợp, Xperia Z3x còn được cho là một phablet sở hữu màn hình 6,14-inch cung cấp độ phân giải 2.560 x 1.152pixel. Bên trong máy là chíp xử lý 64-bit Snapdragon 810 với 4 nhân có tốc độ 2,86GHz tích hợp sẵn chíp đồ họa Adreno 430. RAM của máy là 2GB, bộ nhớ trong 16GB, hỗ trợ khe cắm thẻ nhớ micro-SD.
Việc trang bị dòng chíp Snapdragon 810 của Qualcomm cho thấy chiếc smartphone chụp ảnh mới của Sony sẽ không xuất hiện trong năm nay, sớm nhất là vào năm 2015. Điều này được cho là khá phù hợp vì dự kiến Sony sẽ cho ra mắt siêu phẩm Xperia Z3 tại Hội chợ thương mại điện tử tiêu dùng IFA vào tháng 09 tới. Một mẫu smartphone cao cấp thế hệ tiếp theo của Z2 trang bị bộ xử lý Snapdragon 801 (MSM8974-AC) 2,5GHz, tích hợp chíp đồ hoạ Andreno 330, cảm biến ảnh Exmor RS 20,7-megapixel.
