One X 作為 HTC 在2012年第一部「重返榮耀」之作，在機身設計上可說完全改變過往 HTC 手機「非黑即白或灰」的商務感覺，並且一改以往「既厚又笨重」的手感，雖然它內建了 4.7 吋螢幕，但實際手感上，感覺只比 4.3 吋的 Sensation XE 差不多（最多感覺只是大一點點而已），原因是 One X 機身邊緣的弧形「收」得十分好，加上螢幕邊緣明顯收進黑／白色機邊內，在視覺上看似大了，但手感卻不絕笨重。
加上採用了改電池內建設計，令機身厚度降低到 8.9mm，比以往動輒厚於 10mm 的金屬材質機型來得輕巧得多。雖然改為採用膠殼機身，但由於手機不支援外插 microSD 擴充儲存空間，而且電池還是內建，因此螢幕及機身可以相當地緊密拼合在一起，更讓機身堅固程度有著進一步提升。根據 HTC 相關人員表示，曾經不小心從大約肩膀位置（約 160公分高）將 One X 跌在石頭材質的地板上，結果螢幕沒刮花，也沒碎裂，機身結構亦沒有被「解體」，只是角落位置出現一道頗深的刮痕而已，而且手機操作完全正常。雖然不建議大家這樣對待手機，但可以證明此機在堅固性上有一定程度。
機身採用微弧形設計，拿在手掌符合人體工學，舒適度也很不錯。
機身邊緣也採用弧形設計，手機即使較大，但是拿在手上要單手操控也不感到困難。
機身前方右上角為前鏡頭，畫素為 130 萬。
機身前方底部設有 Android 4.0 標準 3 個觸控按鍵，分別為返回鍵、Home 鍵及程式切換鍵。要留意的是，雖然 One X 採用 1280 × 720 解析度，但實際可視畫素只有 1184 x 720，原因是這些按鍵屬於螢幕範圍之內，所以可視範圍稍被縮減了。
機頂設有 3.5mm 耳機插孔及開關鍵，與以往一樣。
由於背蓋是不能開啟的設計，更換 SIM 卡插槽位於機背左上角，使用者取出方式可用手指即在插槽邊緣位摳出，或者用像 iPhone 般的細針退出。
機身十分薄，只有一毛港幣硬幣半徑多一點點左右（官方規格：8.9mm）。
與 iPhone 4S 比較，可以發現面積確實較大，但兩者厚度就差不多。
機背右下角的 5 個金屬點，主要是用於專用底座或周邊。
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