Hadir bersama saudaranya, Google Pixel 3a XL menawarkan display layar yang lebih besar dibandingkan saudaranya. Smartphone ini memiliki dimensi sekitar 160.1 x 76.1 x 8.2 mm dengan berat 167 gram. Body ponsel terbuat dari plastic body dilapis front glass. Menariknya adalah pada Google Pixel 3a XL ini penggunaan SIM-nya berupa electronic SIM card (eSIM) dengan tipe Nano SIM.
Masih sama-sama menjalankan sistem operasi Android 9.0 (Pie) yang didukung oleh chipset dari Qualcomm SDM670 Snapdragon 670, CPU Octa-core (2×2.0 GHz 360 Gold & 6×1.7 GHz Kryo 360 Silver) dan GPU Andreno 615. Kinerjanya semakin lengkap dengan dukungan RAM sebesar 4 GB.
Besaran ukuran layarnya adalah 6.0 yang menggunakan teknologi display dari OLED capacitive touchscreen dengan 16 juta warna. Resolusi layarnya adalah 1080 x 2160 pixels yang sudah dilengkapi oleh proteksi layar dari Asahi Dragontrail Glass. Jadi tetap aman apabila tergores benda tajam sekalipun dengan ketajaman tertentu.
Memory internal penyimpanannya hanya tersedia 64 GB yang bisa digunakan untuk menyimpan foto, video, aplikasi dan lain sebagainya. Namun, dengan internal yang lumayan besar tersebut tidak didukung oleh penggunaan microSD.
Kamera belakang dibekali single kamera dengan resolusi 12.2 MP yang memiliki fitur pengambilan foto wide angle, HDR, panorama. Untuk pengambilan video sendiri bisa mencapai 2160p@30fps, 1080p@30/60/120fps. Sedangkan untuk kamera depannya hanya dibekali kamera sebesar 8 MP yang mampu mengambil gambar beresolusi HDR dan video hingga 1080p@30fps.
Dari segi konektivitas, Google Pixel 3a XL sudah didukung oleh fasilitas bluetooth versi 5.0 serta dukungan penggunaan NFC. Adapun kapasitas baterai yang tertanam adalah 3700 mAh yang memiliki fasilitas fast battery charging.