GALAXY NEXUSは、Googleのスマートフォン向け最新OS「Android 4.0（Ice Cream Sandwich）」を世界で始めて搭載したモデル。1.2GHzのデュアルコアCPU（OMAP4460）とAndroid 4.0の新しいUI（ユーザーインタフェース）がスムーズな操作性を実現している。ディスプレイはHDサイズ（720×1280ピクセル）の4.7インチSUPER AMOLEDを搭載し、フルHD動画も再生できる。バッテリー容量は1750mAh。カメラは有効約510万画素CMOSを備え、インカメラを使ったフェイスアンロックも利用できる。
YouTube HDやYouTube ライブストリーミングの視聴、9人同時チャットができる「Google＋」のハングアウト機能などのGoogleサービスも利用可能。Xiには対応せず、通信速度は下り最大14Mbps、上り最大5.7Mbps。このほか、spモード、dメニュー、エリアメール、WORLD WING（3G＋GSM）、テザリングにも対応している。エリアメール、Wi-Fiテザリング、spモードメールはバージョンアップで対応予定。