Khác với những mẫu flagship trước đó của Nokia, mẫu di động cao cấp đầu tiên của Microsoft có thân và vỏ nhựa. Tuy nhiên, model này là smartphone chính hãng đầu tiên trang bị cổng kết nối USB-C, cho tốc độ chuyển dữ liệu nhanh hơn và tiện dụng hơn so với microUSB.
Thiết kế và kiểu dáng không phải là thế mạnh của Lumia 950. Dường như Microsoft chú trọng hơn về phần cứng bên trong và phần mềm.
Máy cho cảm giác cầm tương tự những model tầm trung như Lumia 730, Lumia 640 XL,...
Cụm camera hơi lồi so với mặt lưng và giắc âm thanh được bố trí ở cạnh trên.
Mặt sau của Lumia 950 trông khá đơn giản với điểm nhấn là cụm camera khá to và logo Microsoft.
Phần trên ở mặt trước có một cảm biến để hỗ trợ cho Windows Hello (tính năng đăng nhập, mở khoá bằng gương mặt).
Ba phím cảm ứng nằm bên trong màn hình và nền phím cũng không được làm trong suốt. Đây là điểm trừ trong giao diện của Lumia 950.
Lumia 950 có màn hình OLED 5,2 inch độ phân giải QHD (2.560 x 1.440 pixel), máy dùng chip 6 nhân Snapdragon 808, RAM 3 GB.
Máy có camera sau 20 megapixel, cảm biến PureView, ống kính Carl Zeiss và đèn flash 3 tông màu.
Windows 10 Mobile trên model này hoạt động nhẹ nhàng và mượt. Giao diện được đơn giản hơn, cho cảm giác phẳng và dễ chịu.
Lumia 950 có pin 3.000 mAh, hỗ trợ sạc không dây và sạc nhanh thông qua cổng USB-C.
Phần nắp lưng của máy có thể tháo rời và pin cũng không gắn cố định.