WI-1000XM2拥有全新外观，颈挂部分由硬质变为软质，体积也减小不少，耳塞部分更轻更小。因此整机重量从一代的71克降至58克，运动场景使用更加轻便无感。
和头戴旗舰一样，WI-1000XM2页配备了QN1处理器，支持大气压力优化等功能，可唤醒Google智能助理和亚马逊Alexa语音助理。
音频方面，索尼WI-1000XM2使用了索尼的高清混合驱动器系统，包括9mm扬声器单元和平衡电枢驱动器，同时内置的耳机放大器，能够提供32位音频信号处理与数模转换功能。
整套系统的配合让 WI-1000XM2 拥有了和索尼 XBA 系列有线耳机相仿的音质体验。索尼WI-1000XM2在无线模式下续航为10小时，充电10分钟即可播放80分钟，此外，左右耳机可以在不使用时通过磁铁吸附在一起。
蓝牙传输方面，索尼WI-1000XM2采用蓝牙5.0版本，并提供NFC快速链接，支持LDAC编码与常见的AAC、SBC编码，但不支持高通的APT-X、APT-X HD编码。