Sony Xperia XZ2 pracuje w systemie Android 8.0 Oreo. Zastosowano tutaj 8-rdzeniowy procesor Qualcomm Snapdragon 845 z układem graficznym Adreno 630. Za płynność pracy odpowiada 4 GB RAM-u. Pamięć wewnętrzna Sony Xperii XZ2 to 64 GB, które można rozszerzyć dzięki kartom microSD, microSDHC i microSDXC o maksymalnie 400 GB.