vivo X5Max高153.9毫米，宽78毫米，机身厚度4.75毫米；机框采用多梁机翼中框，运用了纳米注塑和激光焊接工艺，背部采用陶肌工艺；搭载5.5英寸的SUPER AMOLED显示屏；配有极光白和香槟金两种颜色。
vivo X5Max采用64位八核高通骁龙615处理器和单面临界布板，并具有“双卡双待”、二级供电系统和茧式互锁耳机插座等功能。vivo X5Max采用了单面临界布板，单面化程度90%，可将主板上786个元器件中的700多个设计到了主板的其中一面，从而达到了单位面积内主板布局的极限最大值，使得主板减少了21%厚度，仅有1.77毫米，让单面临界布板在保证了功能和散热效果的情况下，尽可能的缩小面积和厚度，并尽可能的放下更多芯片，其芯片单面板占比达到了90%以上，进一步缩机身的厚度。
vivo X5Max的解码采用新版ES9018 DAC，优化内部设计，噪声失真低。一级运放采用vivo&ESS联合开发版SABRE ES9601运放提供电流电压转换，输出指标运放高。二级运放选用TI运放OPA1612，音色纯净。二级放大方案，提升了负载下驱动能力，两层扩流过滤雕琢细腻听感。vivo X5Max的音频实测120分贝信噪比， 118分贝动态范围 ，失真低于-100分贝 ，超越大多数台式机和砖型播放器，音频客观素质较前作提升两倍以上。
vivo X5Max的耳机插座采用茧式互锁专利设计，提供3.5毫米标准耳机插座，将耳机孔分为三段，每段相互交锁，将3.5毫米标准耳机接口镶嵌到4.75毫米的机身当中。可高效使用Hi-Fi。
特色功能方面，vivo X5Max也支持智能体感、Smart wake、隔空操作、单手模式等特性，可以实现赏花解锁、画W快速进入微信等快捷操作方式，同时也支持包括隔空解锁、隔空操作和控制相册等隔空手势操作。
