Pixel 4 與 XL 兩個系列具備 5.7 吋 Full HD+ OLED 與 6.3 吋 Quad HD+ 螢幕，搭載高通 Snapdragon 855 ，90Hz 更新率，記憶體6 GB，儲存空間也有 64 GB、128 GB 兩種規格。
Pixel 4 搭載微型雷達感應器Motion Sense 功能，可以直接不用手碰螢幕就能使用快捷手勢，手輕輕在手機上一擺就可以換下一首歌或關閉鬧鐘等各種操作；此外還使用 Titan M 安全防護晶片對人臉資料進行點對點加密處理，讓臉部解鎖、支付更加安全。
攝影鏡頭硬體部分主相機搭載 1600 萬、1220 萬像素雙鏡頭，具備Dual Pixel 相位檢測技術，前鏡頭800 萬像素具備 NIR 泛光發射器、NIR 點陣投射器。在經過 Google 用機器學習調校，遠距攝影在望遠鏡頭結合高解析變焦之下精細的攝影品質
所有相片都能以免費無限雲端儲存空間，用高畫質儲存在手機內建的 Google 相簿中，贈送 3 個月的 Google One 雲端空間。