索尼XL39h机身厚度仅为6.5mm，比Xperia Z L36h的7.9mm还要薄上不少，同时手感也与Xperia Z L36h不同，屏幕周边不再有凸出感，框架也更换成金属框架，耐用性进一步上升。索尼XL39h拥有IP55/58最高等级防水能力，各个接口及卡槽处都有防水盖密封。不过这一次索尼将用户常用的耳机接口裸露在外，并没有防水盖。操作方面，索尼XL39h拥有一项名为Any Pencil的技术，可以识别任意笔。

索尼Xperia Z Ultra XL39h搭载了高通骁龙800系列的MSM8974四核处理器，主频达到了恐怖的2.2GHz级别，搭配2GB的RAM，性能表现超群。在摄像头方面，索尼Xperia Z Ultra XL39h搭载的是800万像素主摄像头以及210万像素前置摄像头，拥有索尼支持多种拍摄模式以及多种调整功能。显示上XL39h拥有一块6.44英寸超大显示屏，分辨率为1080P全高清。