Novinka je vylepšenou verziou smartfónu Nokia Lumia 900 so zaobleným krytom. Na starší model si spomenieme najmä vtedy, keď sa pozrieme na parametre displeja s technológiou ClearBlack. Obrazovka s veľkosťou 4,3 palca, pričom je typu AMOLED, má teda rozlíšenie 480 × 800 obrazových bodov (WVGA).. 

Displej schopný zobraziť 16 miliónov farieb je tiež odolný voči škrabancom, a to vďaka kryciemu sklíčku Corning Gorilla Glass. Srdcom zariadenia, ktoré beží na operačnom systéme Windows Phone 8, je dvojjadrový procesor Snapdragon S4 s taktovacou frekvenciou 1,5 GHz. Procesoru ďalej sekunduje 1 GB operačnej pamäte RAM, nechýba tiež grafický čip Adreno 225 GPU.

Nokia Lumia 820 okrem iného ponúkne aj 8-megapixelový fotoaparát so sveteľnosťou f2.2. Samotný snímač dodáva spoločnosť Carl Zeiss, nechýba mu aj automatické zaostrovanie či LED blesk určený do zhoršených svetelných podmienok. Video je možné natáčať v plnom HD rozlíšení 1 920 × 1 080 pixelov pri rýchlosti 30 snímok za sekundu..  Rozmery mobilného telefónu sú 12 × 7 × 1 cm, hmotnosť sa zastavila na hodnote 160 gramov. Čo sa týka batérie, tá má o čosi menšiu kapacitu ako model Lumia 920. Konkrétne ide o 1 650 mAh akumulátor. Interná pamäť s kapacitou 8 GB je zas rozšíriteľná pomocou pamäťových kariet microSD až do 32 GB.


Konektivita novinky zahŕňa bezdrôtové technológie Wi-Fi 802.11 b/g/n či Bluetooth 3.1 s A2DP. Dátovú komunikáciu na dlhšie vzdialenosti zas zabezpečí GPRS, EDGE či rýchlejšie HSDPA do 42 Mbit/s či HSUPA do 5,76 Mbit/s. Taktiež aj model Nokia Lumia 820 podporuje vysokorýchlostné siete LTE.