Windows Phone 8, как и Windows 8, основана на ядре NT, в то время как ее предшественница Windows Phone 7 использовала ядро Windows CE. Приложения, созданные для Windows Phone 8, нельзя будет запустить на устройствах на базе Windows Phone 7.

Microsoft внесла изменения в интерфейс ОС. На экране блокировки теперь может отображаться информация из приложений - например, уведомления, фотографии и так далее. Как и в Windows Phone 7, в ОС задействованы "живые плитки" (они заменяют собой иконки), но пользователь может изменять их размер.

В состав ОС входят приложения Twitter и Skype. Последнее постоянно работает в фоновом режиме, позволяя пользователю принимать звонки и сообщения в то время, когда он работает с другими программами. Жители стран, где действует музыкальный сервис Pandora, после покупки смартфона на Windows Phone 8 получат право бесплатно пользоваться им в течение года.

В Windows Phone 8 присутствует инструмент Data Sense для контроля за расходами на мобильный интернет. Data Sense дает возможность установить лимит на объем передаваемых данных, а также включает в себя средства "сжатия" трафика.

Microsoft добавила в Windows Phone 8 "Детский уголок" (Kid's Corner). Функция предназначена для родителей, которые разрешают использовать смартфон детям. С ее помощью родитель может установить, какие приложения, музыкальные треки, видеозаписи и прочие данные будут доступны ребенку, а какие - нет.

Адресная книга (People's Hub) в WP8 дает возможность создавать группы абонентов, которые Microsoft называет "комнатами" (Rooms). Пользователи, находящиеся в одной и той же группе, могут обмениваться фотографиями, данными о своем местоположении, списками дел и прочей информации. Людям вне группы эти данные буду недоступны.

Смартфоны на Windows Phone 8 уже представили Samsung, Nokia и HTC. Во всех этих устройствах используются процессоры Qualcomm Snapdragon. В отличие от устройств на WP8, смартфоны на "восьмерке" могут иметь слот для карт памяти и подерживают технологию NFC.