На передней и задней панелях смартфона установлены 13МР камеры с двойными LED-вспышками, способные снимать 1080p@30fps видео. При этом в основной камере используется 28-мм оптика с диафрагмой f/2.0, а во фронтальной 20-мм объектив и диафрагма f/2.2.
Помимо этого HTC Desire Eye получил чипсет Snapdragon 801, 2 ГБ RAM, 5,2-дюймовый сенсорный LCD-дисплей с 1080p разрешением, Wi-Fi a/b/g/n/ac, Bluetooth 4.0 с aptX, NFC, microUSB, 16 ГБ встроенной памяти, слот microSD (до 128 ГБ), аккумулятор ёмкостью 2400 мАч, поддержку LTE-сетей и операционную систему Android 4.4 с последней версией интерфейса Sense. Смартфон заключён в водонепроницаемый корпус, соответствующий стандарту IPX7, который имеет размеры 151,7 x 73,8 x 8,5 мм.
Вместе с новым смартфоном HTC анонсировала и приложение HTC EYE Experience, которое позволяет использовать все возможности двух камер гаджета. С помощью функции Split Capture пользователи могут выводить на экран картинку с обеих камер, а Crop-Me-In вырезает лицо пользователя со снимка, сделанного фронтальной камерой, и вставляет его в фотографию с основной камеры. В ближайшие месяцы HTC EYE Experience станет доступно владельцам HTC One (M7), HTC One (M8), HTC One (E8), HTC One mini, HTC One mini 2, HTC One Remix, HTC One Max, HTC Desire 612 и HTC Desire 816.