Внутри новинки находится процессор Tegra 2 с двумя ядрами на частоте 1 ГГц, что позволяет ускорить процесс запуска и функционирования веб-браузера и приложений, а также переключаться между различными одновременно запущенными задачами почти без задержек.

LG Optimus 2X предлагает также возможность проигрывания (через HDMI-интерфейс) и записи Full HD-контента. Кроме того, данный смартфон обеспечивает беспроводное подключение с совместимыми устройствами по технологии DLNA.

Прочие особенности новинки включают акселерометр, гироскоп, две камеры (1,3 и 8 Мп), порт microUSB и слот расширения microSD.

LG Optimus 2X работает под управлением Android 2.2 (Froyo). Позднее операционную систему можно будет обновить до Android 2.3 (Gingerbread).