ソニーがZXシリーズで培った高音質設計に加え、高音質と小型化を両立させるNW-ZX100独自の技術も投入。手の平に自然となじむスリムなフォルム（幅約54.4mm）ながら、ZXの名にふさわしいプレミアムサウンドを実現しています。さらに、「ハイレゾ対応デジタルノイズキャンセリング機能」の搭載やハイレゾ連続再生約45時間（＊）のバッテリーライフを実現するなど、ユーザビリティーも大幅に向上しました。

音の情報量がCDの約6.5倍（＊1）あるハイレゾ音源に対応。高音域再生におけるノイズ除去性能を高めたフルデジタルアンプ「S-Master HX」（＊2）を搭載し、繊細な空気感や臨場感あふれる、きめ細やかなサウンドを体感できます。MP3などの圧縮音源やCD音源をハイレゾ相当の高解像度音源にアップスケーリング(＊3)する「DSEE HX」(＊4)を搭載。DSDの再生にも対応しています（＊5）。また、ハイレゾ音源を再生しながら、周囲の騒音を低減できる「ハイレゾ対応デジタルノイズキャンセリング機能」を搭載。シチュエーションを選ばず、いつでもどこでもハイレゾの高音質を楽しめます。

アルミ切削筺体とメインシャーシを一体化させたモノコック構造が、クリアで力強い低音域再生を安定して実現。基板にはフィルドビア（Filled VIA）構造や「低誘電率基板」を採用し、より引き締まった低音と伸びやかな高音、透明感のあるボーカルに貢献しています。また、ハイエンドオーディオ向けに独自開発した「高純度無鉛高音質はんだ」の改良により、低域・中域・高域の自然なバランスに加え、臨場感がより豊かになりました。「OS-CON」やフィルムコンデンサー、低抵抗ケーブル、厚膜銅箔プリント基板など、これまでのZXシリーズで採用してきた高音質パーツも搭載しています。