Sony Xperia XZ3仍然採用Ambient Flow 3D曲面玻璃外型，以及首度搭載解析度為2880 x 1440的6吋OLED螢幕，硬體部分則採用Qualcomm Snapdragon 845處理器、6GB記憶體、64GB儲存容量，拍照部分則提升1900萬畫素的Motion Eye相機功能，並可拍攝4K HDR影片、Full HD高畫質960fps超級慢動作影片。
Sony Mobile在稍早展開的IFA 2018活動中，正式宣佈新款旗艦手機Xperia XZ3將於今年9月底於全球特定市場推出，其中首度在手機產品內採用OLED顯示螢幕，同時仍維持用今年旗艦機種採用的Ambient Flow 3D曲面玻璃設計，並且加入全新側邊操控 (Side Sense)，以及全新智慧啟動 (Smart Launch)功能。
Xperia XZ3成為Sony Mobile第一款採用OLED顯示螢幕設計的手機產品，其技術同樣源自Sony旗下BRAVIA電視產品設計，藉此讓螢幕能呈現更深邃的黑色，以及更鮮明且銳利的真實色彩，同樣加入TRILUMINOS Display原色顯示技術、X-Reality for mobile極真顯示技術、Dynamic Contrast Enhancer動態對比技術，並且支援HDR顯示效果。
若從BRAVIA第一款OLED電視產品的顯示面板由LG提供，預期Xperia XZ3所採用OLED面板同樣是由LG提供。不過，Sony方面並未特別對此做說明。
在整體外觀設計部分，Xperia XZ3同樣延續今年採用的Ambient Flow 3D曲面玻璃外型，外側採極窄框架，結合流暢且優雅設計，藉由自然融入周圍的低調內斂風格呈現優雅美感，分別推出星宸黑、琉璃銀、青森綠、酒漾紅四款配色，採用18:9顯示比例，解析度為2880 x 1440的6吋OLED螢幕，並且採左右僅3mm的鋁質窄邊框，藉由Gorilla Glass 5強化玻璃保護，同時支援IP65/IP68防水防塵設計。
硬體部分則分別搭載Qualcomm Snapdragon 845處理器、6GB記憶體、64GB儲存容量，以及可透過micro SD記憶卡擴充儲存容量設計，而電池容量則是3330mAh，同樣支援電池快充與Qi無線充電，另外也支援Smart Stamina省電模式、STAMINA省電模式、Battery Care電池維護與Qnovo智慧充電技術。至於3.5mm耳機孔部分，則與今年推行的Xperia XZ2系列機種一樣取消使用。
而聲音表現部分，則同樣對應S-Force前置立體聲環繞音效、支援Hi-Res高解析音樂播放，以及DSEE HX數位音質還原技術與LDAC藍牙傳輸技術，同時也支援智慧震動回饋功能，讓使用者在聆聽音樂、觀看影片，或是遊玩遊戲過程可藉由震動感受更具沉浸體驗。
相機部分，Xperia XZ3進一步將1900萬畫素的Motion Eye相機功能提昇，其中仍包含智慧場景模式、預拍功能、自動追焦連拍等功能，並且加入Xperia XZ2 Premium具備的4K HDR影片，同時也一樣支援Full HD高畫質960fps超級慢動作影片拍攝功能。視訊鏡頭則搭載1300萬畫素規格，並且支援肖像自拍功能，以及包含美顏、背景虛化散景拍攝，另外也同樣支援3D掃描建模功能，並且可在3D建模中加入動態表情。
至於在作業系統，Xperia XZ3將直接搭載Android 9.0 Pie版本，並且加入更多人工智慧與機器學習應用功能，其中包含新增加的側邊操控 (Side Sense)，以及全新智慧啟動 (Smart Launch)功能。
側邊操控將藉由學習方式分析使用者偏好使用App，當使用者連續壓按任何側邊兩次，搭配手機識別當下所在地點與所處時間，即可預測啟用使用者可能想要使用App項目，同時透過往下滑動手勢即可返回上一頁，藉此讓大尺寸手機能更方便使用。至於全新智慧啟動功能，則可讓使用者將手機由下往上橫放手機時，即可透過內部感應元件識別自動啟用相機功能，讓使用者能透過單手輕易啟用手機相機。
Sony Mobile預計在今年9月底於特定市場推出Xperia XZ3，台灣確定將在10月初推出，同時將同步推出對應手機配色的SCTH70智慧視窗保護套與SCSH70側翻式保護套，另外也包含無線充電座WCH20、開放式立體聲耳機STH40D、高音質頸掛式藍牙耳機SBH90C，以及EC270 Type-C二合一充電音源線。
