Sony Xperia Z1 sẽ có camera 20.7MP cùng đèn flash Xeon và LED kết hợp, cho khả năng quay video phân giải 4K (4000 x 2000 pixels). Ngoài ra, Sony Xperia Z1 còn có tính năng chống rung Steadyshot khi chụp và độ nhạy sáng ISO rất cao so với các smartphone hiện nay (ISO đạt 12.800). Giống như dòng Xperia cao cấp đã ra mắt, Sony Xperia Z1 được dự đoán cũng có khả năng chống nước đạt chứng nhận IP57.
Sony Xperia Z1 sẽ sở hữu màn hình 5-inch phân giải Full HD tích hợp công nghệ hiển thị Triluminos và X-reality engine. Sản phẩm sẽ chạy trên nền tảng Android 4.2.2 Jelly Bean. Thử nghiệm AnTuTu Benchmark cho kết quả, Sony Xperia Z1 đạt 30.625 điểm và đứng thứ 3 sau Samsung Galaxy S4 LTE-A ở vị trí thứ 2 với 31.491 điểm và vị trí quán quân Sony Xperia Z Ultra với 33.832 điểm.