Das Display des Android-Smartphones ist im Vergleich zum Vorgänger von 5 auf 5,2 Zoll gewachsen. Die Auflösung beträgt aber unverändert 1920 mal 1080 Pixel (Full-HD). Zum Einsatz kommt wieder ein Triluminos-Panel, das in Kombination mit Sonys X-Reality-Bildprozessor für eine optimierte Farbwiedergabe sorgen soll. Dank eines dünnen Display-Rahmens ist das Gehäuse des Z2 insgesamt nicht viel größer als beim Z1. Es misst 14,7 mal 7,3 mal 0,82 Zentimeter, während das Z1 auf 13,9 mal 7,1 mal 0,79 Zentimeter kommt. Mit 158 Gramm bringt das Z2 sogar etwas weniger Gewicht auf die Waage als das Z1 mit seinen 169 Gramm. Die Lautsprecher sind neuerdings wie beim HTC One auf der Vorderseite verbaut.