外觀方面，HTC Sensation搭載了4.3 英寸qHD(960×540像素)分辨率電容式觸控屏，盡管如此，但是機身卻非常纖薄和輕便，機身厚度只有11.3mm。整體外觀還是延續了HTC一貫設計風格，不過此次在邊框設計上，HTC也是用了鋁制材質，這樣在握感方面也是有所提升。

HTC Sensation配備了1.2GHz主頻的高通MSM8260雙核處理器芯片組，內存為768MB的RAM及1GB的ROM，加上內置Adreno 220 GPU芯片，可帶來更出色多媒體娛樂體驗。此外，該機還是首款搭載HTC Watch功能的智能型手機，類似視頻點播功能讓用戶無須等待整部影片下載完成，就可開始欣賞影片。

HTC Sensation搭載了最新版本的HTC Sense 3.0界面，不僅相比過去加入了更多的功能，而且還具備立體的翻頁顯示效果，可帶來更逼真的顯示畫面。HTC Sensation搭載了姜餅Android2.3系統，另外支持藍牙3.0技術、GPS導航、3.5毫米耳機接口、以及Wi-Fi連接和存儲卡擴展等功能，并且擁有30萬像素前置攝像頭和800萬像素主鏡頭，可錄制最高 30fps規格的1080p 全高清影片。