Unterschiede zwischen den beiden Modellen gibt´s wie beim Vorgänger nur bei der Größe und damit zwangsläufig beim Display sowie dem verbauten Akku. Viel interessanter aber ist die verbesserte Kamera: Diese beherbergt einen 1/2,6 Zoll Sensor, der effektive 12,2 Megapixel liefert und so für eine 4K-Videoauflösung mit 30 Bildern in der Sekunde sorgt. Alternativ darf man auch in 1080p mit 30, 60 oder 120 Bildern in der Sekunde aufzeichnen. Dabei kommt eine Festbrennweite mit Blende f/1.8 zum Einsatz sowie ein Autofokus mit Laser- und Dual-Pixel-Phasenerkennung. Hört sich nach der Dual-Pixel-Technik von Canon an, ob die hier aber wirklich zum Einsatz kommt, wird aus der Produktvorstellung von Google nicht klar.
Das integrierte Display liefert beim Pixel 2 native 1920 x 1080 Pixel und misst in der Diagonalen 127 mm. Es deckt den DCI-P3-Farbraum zu 95 Prozent ab und soll ein Kontrastverhältnis von 100.000:1 liefern. Beim Pixel 2 XL bekommt man ein 152 mm Display mit nativen 2880 x 1440 Pixeln und einem Bildformat von 18:9. Die DCI-P3-Farbabdeckung liegt hier bei 100 Prozent, das Kontrastverhältnis ist gleich dem kleineren Modell. Beide sind mit Gorilla Glass 5 bestückt und bieten 24-Bit-Farbtiefe. Das Bild wird zudem mit von einem optischen Bildstabilisator mit elektronischer Hilfe stabilisiert, was dann zu einem besonders ruhigen Bild führen soll, wie man es von Smartphones bisher noch nicht kennt (siehe eingebundenes Video). Die Modelle verfügen über vier Gigabyte Arbeitsspeicher und sind mit 64 respektive 128 Gigabyte internem Speicher zu haben.
