Originalmente equipado con el sistema operativo Android 2.3.7 (Gingerbread), recibió una actualización a la versión 4.1.2 (Jelly Bean).

El Sony Xperia S tiene una pantalla con tecnología TFT táctil, capacitiva multitáctil de 4.3 pulgadas, resistente a rayones, 16 777 216 colores, resolución de 1280 x 720[12]​ píxeles y con el mismo estilo que tiene Sony en sus televisores: Motor Bravia Móvil y Alta Definición.

Con 342 ppi lo convierte en el terminal con más píxeles por pulgada creado en el 2012, siendo superado por varios teléfonos en el 2013 como el Samsung Galaxy S4 y el Sony Xperia Z1.

Su cámara trasera tiene 12.1 megapíxeles (4.000 x 3.000, 4:3), con sensor Sony Exmor R[12]​ y, en este aspecto, Sony ha superado los terminales de gama alta de la competencia que han optado por 8 Mpx para su cámara principal, siendo así una de las mejores del mercado después del Sony Xperia T (13 Mpx) y el Nokia 808 PureView (41 Mpx) y Nokia Lumia 1020 (41 MP).

Según los especialistas lo mejor del Sony Xperia S es su pantalla y la cámara.

Al respecto, el sitio web Movilzona cita: «[...] nos parece muy destacable que Sony haya llevado el límite del cristal de la pantalla hasta el mismo borde.

Eso le da al terminal un aspecto de lo más futurista»[20]​ y en cuanto a la cámara, la misma fuente dice: «Nuestra impresión es que no puede funcionar mejor.