El terminal lleva Android 4.1.2 Jelly Bean con la interfaz propia de Sony que hemos visto en varias ocasiones. El sistema se muestra especialmente fluido gracias al procesador Qualcomm SnapDragon S4 Pro y los 2 gigas de RAM. Sony ha integrado aplicaciones propias de la marca, como Walkman. Esta es una de las aplicaciones más completas para la reproducción de música desde un smartphone. También incorpora PlayStation Mobile que prácticamente cubre todos los aspectos del terreno de los juegos. En cuanto al navegador GPS, Xperia Z cuenta con Wisepilot.
