HTC Z510D依舊延續了HTC手機大氣硬朗的設計風格，機身尺寸為122x67x12.7mm，這個尺寸也是目前用戶單手握持的最大限度。同樣安卓四大金剛按鍵也是必不可少的，背面HTC Z510D采用的是工程塑料設計，手感還是相當不錯的。該機還配有3.5mm耳機插口，用戶可以隨意更換自己喜歡的耳機產品。
HTC Z510D搭載了一塊4.3英寸的觸控顯示屏，分辨率更是達到了當前頂級的WCGA級別，顯示效果極為出色。同時Z510D搭載了Sense2.1界面。高端渲染的圖片加上流暢的滑動，系統操控更加的流暢。在Sense界面當中已經越來越多的加入了云服務的功能，除了傳統的信息、瀏覽器、電話、郵箱功能，Z510D還加入了Friendstream以及HTC商城等程序，另外人人、開心等SNS服務也都有內置。
HTC Z510D采用的是最新的Android2.3.4系統，在撥號界面當中方便的為大家添加了C+G雙卡撥號界面，這也是Sense界面首次加入雙卡設計。由于Z510D是一款中國電信定制的機型，該機還內置了眾多的天翼定制服務，包括了189郵箱、天意導航、號碼百事通、天翼視訊、互聯星空、愛游戲、愛音樂等服務。
HTC Z510D內置了一顆500萬像素鏡頭，并且還配備了LED閃光燈輔助，選項當中HTC已經將一些濾鏡加入其中，點擊就可以切換不同的效果，成像效果較前系機型有著不小的進步。同時該機還支持WIFI熱點功能，支持小組互聯網共享。Z510D采用的是高通Snapdragon QSD8650處理器，主頻為1GHz，同時輔以576MB RAM處理器，配備了1GB的閃存。該機支持DLNA、藍牙3.0、WIFI、GPS等功能，非常的全面。
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