LG Optimus 4X HD wyposażony jest w wyświetlacz True HD IPS z bardzo wysoką rozdzielczością HD (313PPI), umieszczony w cienkiej obudowie o grubości 8.9 milimetrów. Urządzenie było dostępne w czarnym lub białym kolorze. LG Optimus 4X HD ma także 12 rdzeniowy procesor graficznyLG Optimus 4X HD specifications and reviews. Optimus 4X HD posiada tylny 8 megapikselowy aparat z diodą LED, wspierający nagrywanie w 1080p oraz 1,3-megapikselowy aparat na przodzie do nagrywania, konferencji lub zdjęć. Urządzenie posiada także baterię Li-Ion o pojemności 2150 mAh, pozwalającą na działanie w trybie czuwania do 730 h (2G) / 686 h (3G) oraz w czasie rozmów do 9 h 20 min (2G) / 10 h 50 min (3G). Slot kard Micro SD pozwala na rozszerzenie pamięci telefonu do 64 GB. Telefon wyposażony jest w wewnętrzną pamięć 16 GB (12 GB do użytkowania) oraz 1 GB pamięci RAM.
Telefon ma możliwy do odblokowania bootloader, który pozwala na uruchamianie oprogramowania niepochodzącego od LG, oraz na uruchamianie custom ROM'ów takich jak CyanogenMod.