HTC One X采用的是一块4.7英寸超大触控屏，配合S-LCD的触控屏材质，分辨率为1280*720像素，可视角度比较大、色彩还原度比较高。机身厚度为9.29mm。
HTC One X装载有NVIDIA推出的Tegra3四核处理器。该处理器的特色是采用了NVIDIA专利技术的可变对称式多核处理器(vSMP)，主要特色在于拥有四个主核心和一个协处理器。系统方面HTC One X搭载的是Android 4.0 操作系统，配备最新的HTC Sense 4.0 界面。其特色是不仅会采用新的操控接口，而且还会在电子邮件、来宾模式和集成的DropBox等方面带来新的内容。
HTC One X采用双摄像头，前后摄像头分别为130万像素和有800万像素，并且采用了BSI传感器，拥有f2.2超大光圈和双LED补光灯，即便在光线不佳的环境下也能够获得不错的拍照效果。HTC One X还支持自动聚焦和1080p全高清视频录制。
HTC One X支持GPS导航功能，同时还支持A-GPS网络辅助导航功能、数字罗盘、距离感应器、光线感应器、陀螺仪以及NFC等功能。
