Смартфон получил 5,2-дюймовый дисплей разрешением Full HD 1080p (1080 х 1920 пикселей). Аппаратной основой стал шестиядерный процессор Qualcomm Snapdragon 808 и 2 ГБ оперативной памяти. Встроенная флеш-память может быть объемом 16 или 32 ГБ. Слота для карточек microSD не предусмотрено. Разрешение основной камеры достигает 12,3 Мп, есть лазерный автофокус, двойная вспышка и возможность съемки 4K-видео. Емкость аккумулятора составляет 2700 мАч. Смартфон работает под управлением новой операционной системы Android 6.0 Marshmallow.
В в Google Store смартфон Nexus 5X предлагается по цене от $379.