Telefon je vybaven procesorem Qualcomm Snapdragon 800 s technologií HD voice, který tak společně s technologiemi Sony ClearAudio+ a zesílením reprodukce zvuku Xloud přináší nejen rychlost a výkon, ale i kvalitu reprodukce hlasu a zvuku.

Telefon Xperia Z Ultra má třídu ochrany IP55 a IP58 a je tak odolný nejen proti vnikání prachu, ale i vody. S telefonem je dokonce možné pořizovat videozáznam v plném rozlišení pod vodní hladinou. Fotoaparát s možností natáčení videa je vybaven technologiemi „Exmor RS for mobile“, HDR, tedy vysokým dynamickým rozsahem, pro pořizování fotografií i videa, a režimem Superior Auto, který automaticky podle potřeby nastavuje jak HDR, tak i potlačení šumu.

Multimediální aplikace společnosti Sony „WALKMAN“, Album a Movies umožňují procházení obsahem online i offline prostřednictvím jediného přístupového místa.

Aplikace Sony Reader umožňuje přímý přístup do obchodu Reader store, kde je možné stahovat nejnovější bestselery. Aplikace dokonce umožňuje synchronizaci zakoupených knih v běžných formátech a pokračovat tak v jejich čtení ze stejného místa.