Con sistema operativo Windows Phone 8.1, facilita el uso de aplicaciones de productividad al permitir descargar los mismos programas de los equipos de escritorio; eso sí, en forma de aplicación. Algunos de ellos ya vienen integrados en el equipo. Por ejemplo, ofrece Microsoft Office 365 durante un año o la aplicación Skype.
Como su nombre indica, XL es la versión “extra large” del Lumia 640 con pantalla de 5,7 pulgadas (en lugar de las 5 pulgadas que tenía el 640), pero ambas tienen la misma resolución de 1.280 x 720 píxeles. Así, las dimensiones del equipo se sitúan en 157,9 milímetros de longitud, 81,5 milímetros de anchura y 9 milímetros de grosor, y su peso en 171 gramos. Su diseño es algo más elegante que el resto de la gama Lumia, manteniendo el mismo concepto, y está disponible en cuatro colores: azul, naranja, negro y blanco.
Su procesador es un Qualcomm Snapdragon 400 de cuatro núcleos a 1,2 GHz, que permite que se cambie de una aplicación a otra a gran velocidad, 1 Gb de RAM y 8 Gb de almacenamiento interno que se pueden ampliar hasta 128 Gb a través de una tarjeta microSD. La cámara funciona con una aplicación propia de Lumia, y tiene una resolución de 13 megapíxeles con flash LED. Su cámara frontal de 5 megapíxeles con gran angular, por su parte, resulta muy útil para realizar conferencias por Skype.
Incorpora Dual SIM y, gracias a la actualización a Windows 10, permite utilizar también un nuevo asistente llamado Cortana, que ayuda a encontrar cosas en el equipo, a administrar el calendario y a realizar un seguimiento de los paquetes. Además, cuanto más se utilice Cortana, más personalizada será la experiencia.