「Xperia Z1 SOL23」は、「Xperia」シリーズ史上最高の約2,070万画素を誇るソニーの1/2.3型の裏面照射型CMOSセンサー「Exmor RS for mobile」を採用。F2.0、広角27mmの「ソニー Gレンズ」、「サイバーショット」や「α」でも使用されている画像処理エンジン「BIONZR for mobile」によって、暗いところでも明るく、動く被写体もブレを抑えて美しく撮れると謳う。
ディスプレイは、5インチフルHD(1,080×1,920ピクセル)の「トリルミナスディスプレイ for mobile」。これは最新の「ブラビア」に搭載されている広色域でより美しいリアルな映像を実現する。また、画素補完やエッジ部分を解析して補正をかけることで、高精細な映像美を実現する超解像技術「X-RealityR for mobile」を搭載した。