Lumia 950 XL采用了5.7英寸的OLED 2K屏幕（分辨率为2560 x 1440），显示效果极为锐利。搭载高通骁龙810处理器，还特别用到了平板上的液态冷却技术以减少发热。内存和存储方面为3GB RAM+32GB ROM组合，并且支持最大200GB的microSD卡。内存1GB就能够流畅运行的Windows Phone / Windows 10 Mobile，在3GB RAM下应该会有不错的表现。
拍照仍然是Lumia机型的一大王牌，Lumia 950 XL主摄像头为2000万像素卡尔蔡司认证镜头，支持4K视频拍摄，三原色LED自然闪光灯，配合第五代光学稳定技术能够获得更佳的图像，同时也提供了两段式的独立快门按钮。1/2.4英寸传感器，主摄像头等效26mm焦距，光圈f/1.9。前置摄像头则是5百万像素，光圈f/2.4。电池3340mAh，支持Qi无线充电，应付2K大屏和骁龙810可能有些吃力。
另外微软还为Lumia带来USB Type-C接口，拥抱接下来的主流标准。虽然没有配备指纹识别，不过加入了虹膜身份验证解锁。系统为Windows 10 Mobile，支持Continuum功能，将手机连接Continuum Dock（Display Dock）之后，可以外接显示器、键盘和鼠标，运行Universal App通用应用，实现把手机当电脑PC使的愿望。该模式下Office办公软件和Outlook邮箱都会根据屏幕自动调整，而且手机功能还能正常使用。
