नेक्सस 5 का बाहरी हिस्सा पोलिकेर्बनेट शेल से बना हुआ है जो की नये नेक्सस 7 के जैसा है और अपने से पहले आयें हुये नेक्सस 4 से अलग है जो ग्लास से बना हुआ था। ये दो अलग अलग रंगों में मिलता है, काले और सफेद।

इसका हार्डवेयर अल जी के जी-2 जैसा है। इसमे 2.26 गिगाहरटज़ का क्वाड-कोर स्नॅपड्रॅगन 800 का प्रोसेसर है, जिसके साथ 2 जीबी की रैम, 16 या 32 जीबी की इंटर्नल स्टोरेज और 2300 एम ए एच की बैटरी आती है। नेक्सस 5, 4.95-इंच (जो की 5 इंच की बोली जाती है) 445 पीपीई 1080पी आयीपीअस का उपयोग करता है और इसमे एक 8-मेगापिक्षेल का रियर-फेसिंग कॅमरा है, जिसमे ऑप्टिकल इमेज स्टेबिलाइज़ेशन भी मौजूद है। नेक्सस 5 एलतिई नेटवर्क को सपोर्ट करता है, जहां यह उपलब्ध होता है, जो कि इस से पेहले का नेक्सस 4 अनाधिकारिक रूप से करता था और जिसे औपचारिक रूप से मंजूरी नहीं दी गयी थी।

नेक्सस 5 दो प्रकार के आते हैं। एक उत्तरी अमेरिका के लिए विशिष्ट है (अल जी-डी 820) और दूसरा, दुनिया के लिए बनाया गया है (अल जी-डी 821)। इन दोनो वेरिएंट के बीच अंतर सिर्फ समर्थित सेलुलर आवृत्ति बैंड में है।

अपने पूर्ववर्तियों की तरह, नेक्सस 5 में एक माइक्रो SD कार्ड स्लॉट नहीं है। इसमे एक मल्टी-कलरड अलईडी नोटिफिकेशन लाइट है। नेक्सस 5 के निचले छोर पर दो ग्रिल्स उपस्थित है। जिसमे से एक ग्रिल्स सपीकर और दुसरी ग्रिल्स माइक्रोफोन है।

उल्लेखनीय नये हार्डवेयर में दो नए संयुक्त सेंसर; एक कदम डिटेक्टर और एक कदम काउंटर मौजूद है। ये नये सेंसर अप्लिकेशनस को आसानी से कदम ट्रैक करने की अनुमति देती है, जब फोन का उपयोगकर्ता चल रहा हो, भाग रहा हो, या सीढ़ी चढ़ रहा हो। दोनों सेंसर कम बिजली की खपत के लिए हार्डवेयर में कार्यान्वित कर रहे हैं।

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