Thiết kế trở thành điểm cải tiến lớn nhất trên chiếc smartphone LG G5, khác lạ hoàn toàn so với người tiền nhiệm LG G4. Điểm đặc biệt nhất trong thiết kế là phong cách module cho phép người dùng nâng cấp phần cứng, gắn thêm các phụ kiện khác trong "gia đình" LG G5 Friends, để biến chiếc smartphone đơn thuần thành một máy ảnh kỹ thuật số hoặc thiết bị phát nhạc chuyên dụng.

Cùng với thân kim loại nguyên khối, các góc cạnh của LG G5 có thiết kế bo, tạo cảm giác dễ chịu hơn các phiên bản G series trước đó. Các phím điều khiển âm lượng được di chuyển về cạnh trái, trong khi nút nguồn của sản phẩm tiếp tục đặt ở mặt sau (cũng là cảm biến vân tay).

LG G5 vẫn tích hợp khe cắm thẻ nhớ microSD tối đa 2TB, lỗ cắm tai nghe và cổng hồng ngoại trên đỉnh, cổng kết nối USB Type-C, dải loa tại cạnh đáy cùng thỏi pin có thể tháo rời và thay mới. Ngoài ra, LG G5 còn là smartphone 2 SIM 2 sóng. Theo LG. sản phẩm sẽ ra mắt tại thị trường Việt với 3 lựa chọn màu sắc là xám, hồng và vàng.

Máy sở hữu màn hình độ phân giải 2K, kích thước 5,3-inch, có phần nhỏ gọn hơn so với G4 và G3. Màn hình có thiết kế kính cong 3D Arc Glass tạo độ cong nhẹ ở các góc, được tạo nên từ công nghệ microdizing.

Đặc biệt, màn hình này sử dụng tấm nền IPS, hỗ trợ tính năng hiển thị liên tục lần đầu tiên có mặt trên màn hình chính của một dòng smartphone cao cấp. Ý tưởng về màn hình Always-on được giới thiệu lần đầu trên LG V10 ở màn hình phụ và bây giờ, tiếp tục được nâng cấp thành màn hình chính trên G5. Người dùng có thể kiểm tra nhiều thông số căn bản như thời gian, ngày tháng, email cũng như chữ ký,… mà không cần bật màn hình.

Để hạn chế mức tiêu thụ năng lượng, LG thiết kế lại bộ nhớ IC và chức năng quản lý năng lượng để ánh sáng nền màn hình chỉ chiếm một phần rất nhỏ màn hình tổng. Màn hình Always-on trên thực tế chỉ tiêu tốn 0.8% dung lượng pin mỗi giờ để hoạt động. Một chức năng hiển thị được nâng cấp khác của LG G5 là chế độ Daylight Mode giúp G5 nhanh chóng nhận diện điều kiện ánh sáng xung quanh để ngay lập tức gia giảm mức độ hiển thị màn hình phù hợp, với độ sáng tối đa 800-nits.

LG G5 được trang bị camera sau 16MP với ống kính góc nhìn 78 độ, camera trước 8MP ống kính góc siêu rộng 135 độ. Theo LG, ống kính 135 độ trên LG G5 rộng hơn 15 độ so với khả năng nhìn của mắt người, cho phép việc chụp phong cảnh, cao ốc, các nhóm đông người,...

Đi kèm camera là nhiều hiệu ứng chỉnh ảnh như chế độ Pop-out Pictures, Film Effect và Auto Shot. Pop-out Picture giúp kết hợp ảnh chụp từ ống chuẩn và ống rộng để tạo nên bức hình 2 trong 1. Nếu Film Effect có khả năng áp dụng 9 mô phỏng khác nhau vào một tấm hình, thì chế độ Auto Shot lại là tính năng tự động nhận diện khuôn mặt và tự động chụp hình selfie nhanh chóng.

LG G5 trang bị chipset Qualcomm, bộ vi xử lý lõi tám 1,8GHz , RAM 4GB, bộ nhớ trong 32GB, hỗ trợ đồ họa GPU Adreno 510. Bộ xử lý cũng tối ưu hóa nội dung thực tế ảo (VR). Máy còn được trang bị thỏi pin dung lượng 2.800mAh và hoạt động trên nền tảng Android 6.0 Marshmallow với giao diện do chính LG thiết kế.