De door LG gemaakte Nexus 5X moet de Nexus 5 uit 2013 opvolgen. Ten opzichte van dat toestel heeft hij een iets groter scherm. De ips-lcd heeft een diagonaal van 5,2" en heeft een resolutie van 1920x1080 pixels. De accu is met 2700mAh een goede 17 procent groter dan de 2300mAh-accu uit de vorige Nexus 5.
De soc is een Snapdragon 808, een hexacore met twee Cortex A57-kernen op 2GHz en vier zuinigere Cortex A53-cores. De gpu is een Adreno 318. LG paste de 808 eerder toe in zijn G4 eerder dit jaar. De Nexus 5x heeft 2GB aan lpddr3-geheugen. De 808 ondersteunt het nieuwere en zuinigere lpdd4-geheugen niet.
De 5x heeft een 12,3-megapixelcamera met pixels die een grootte hebben van 1,55 micrometer. Dat is groter dan bij veel andere toestellen. Scherpstellen gaat door middel van laserautofocus. Het toestel heeft usb-c, maar draadloos laden zoals op de vorige drie Nexus-toestellen zit, ontbreekt. Wel zit er een vingerafdrukscanner achterop. Er komen varianten in 16GB en 32GB.