Смартфон получил 5,5-дюймовый Super AMOLED дисплей, защищенный стеклом Gorilla Glass 5, процессор Snapdragon 625, 4 ГБ оперативной памяти и внутреннее хранилище на 128 ГБ. Работает он на ОС Android 6.0 с оболочкой Zen UI. ZenFone 3 Zoom получился очень тонким, всего 7,99 мм и весит 170 граммов. При этом он обладает большой батареей на 5000 мАч. На задней панели расположен сканер отпечатков пальцев, а также двойная камера, которая является главной фишкой устройства. Основная камера оснащена сенсором Sony IMX 362 на 12 Мп и апертурой f/1.7. Она поддерживает фирменную технологию SuperPixel и систему автоматической фокусировки TRITECH, которая включает в себя 4-осевую оптическую стабилизацию изображения, цифровую стабилизацию изображения, лазерную автофокусировку и создание фотографий в формате RAW. Вторая камера на 12 мегапикселей обладает 2,3-хкратным зумом. Фронтальная камера получила сенсор Sony IMX 214 на 13 мегапикселей с апертурой f/2.0. Cо следующим обновлением ZenFone 3 Zoom получит поддержку режима «Портрет», который позволит сфокусироваться на объекте и замылит задний фон.