Xperia Z4 mỏng hơn và nhẹ hơn Xperia Z4 không mang đến nhiều thay đổi trong thiết kế. Sony vẫn giữa nguyên thiết kế OmniBalance từ những phiên bản trước. Thiết kế này đề cao sự đối xứng đa chiều, mang lại cảm giác sử dụng thoải mái ngay cả khi dùng máy theo chiều ngang hay chiều dọc. Thêm vào đó, mỗi chi tiết của máy, đặc biệt là các cạnh và góc máy luôn được Sony trau chuốt rất tỉ mỉ, tinh tế tạo ra cảm giác chắc chắn, hài hòa cho sản phẩm. Xperia Z4 vẫn được thiết kế bằng khung nhôm, hai mặt được bảo vệ bằng kính cường lực và vẫn giữ nguyên tính năng chống thấm nước như các phiên bản Xperia Z tiền nhiệm. Máy có kích thước 146 x 72 x 6,9mm cùng trọng lượng 144g, mỏng và nhẹ hơn so với Xperia Z3 (kích thước 146 x 72 x 7,3mm, nặng 152 g). Màn hình như nhau Xperia Z4 được trang bị màn hình 5.2 inch độ phân giải 1080p tương tự như Xperia Z3. Những thông tin rò rỉ cho rằng Z4 sẽ được trang bị màn hình QHD đã không trở thành sự thật. Khả năng chụp ảnh selfies tốt hơn Sony trang bị cho Xperia Z4 một camera chính với độ phân giải lên đến 20.7 MP cùng khả năng chụp ảnh với độ nhạy sáng cao (ISO 12800) cho chất lượng ảnh chụp trong điều kiện thiếu sáng tốt hơn. Trong khi đó, camera trước của sản phẩm đã được nâng cấp từ 2.2 MP của Z3 lên 5 MP trên Z4 với những tính năng tương tự về phần mềm. Do vậy, chất lượng chụp ảnh "tự sướng" của Xperia Z4 là tốt hơn hẳn so với người tiền nhiệm của mình. Cấu hình mạnh mẽ hơn nhưng pin có dung lượng thấp hơn So về cấu hình, Xperia Z4 vượt trội hơn Xperia Z3 với vi xử lí 8 nhân 64-bit Qualcomm Snapdragon 810, RAM 3 GB, bộ nhớ trong 32 GB (Xperia Z3 sử dụng vi xử lí Qualcomm Snapdragon 801, bộ nhớ trong 16 GB). Cả hai thiết bị đều hỗ trợ nâng cấp bộ nhớ lên 128 GB thông qua thẻ microSD. Tuy vậy, nói về dung lượng pin thì Xperia Z4 lại là một bước lùi so với Z3 khi sản phẩm này chỉ trang bị thỏi pin 2930 mAh (Xperia Z3 có pin 3100 mAh). Cùng chạy Android 5.0 Lollipop Xperia Z4 được phát hành cùng hệ điều hành Android 5.0 Lollipop và Xperia Z3 cũng vừa được cập nhật lên phiên bản này nên trải nghiệm người dùng sẽ không có nhiều khác biệt giữa hai thiết bị này. Cả Xperia Z3 và Z4 đều có thể truy cập dễ dàng vào các ứng dụng độc quyền của Sony như Walkman, Entertainment, PS4 Remote Play,Xperia Lounge. Xperia Z4 không có nhiều cải tiến lớn như cách mà Samsung đã áp dụng cho bộ đôi Galaxy S6 và Galaxy S6 Edge so với các thiết bị tiền nhiệm. Ngoài thiết kế nhẹ, mỏng hơn và bộ vi xử lí được nâng cấp thì nhiều người vẫn cho rằng khó tìm thấy một lí do thuyết phục nào khác để nâng cấp từ Xperia Z3 lên Xperia Z4 vào thời điểm này. Có lẽ đó cũng là lý do Sony vừa tuyên bố Xperia Z4 chưa phải là flagship của hãng trong năm 2015. Theo Pocket-lint