Moto Z 效能表現與其它手機作比較
Moto Z搭載高通Snapdragon 820晶片（二核2.15 GHz Kyro + 二核1.6 GHz Kyro），顯示晶片Adreno 520，4GB LPDDR4 RAM，支援在手機休眠狀態下對著手機說出「OK Google Now」就能喚醒Moto Z然後接著下其它語音指令，例如設定鬧鐘、提醒、查看天氣、行事曆、尋位地點、播放音樂等。
跟先前Moto X Pure、Moto X Style所使用的六核心Snapdragon 808晶片相比，Snapdragon 820雖然只有四核，但效能有相當的改善。
除了Moto Z，在其它手機廠商推出的旗艦也有採用Snpdragon 820這塊晶片，包括LG G5、三星Galaxy S7（美版）、HTC 10，這幾款手機的效能表現會類似，但也許會因為RAM與內部儲存空間的寫入/讀取速度的不同而讓跑分結果產生差異。
除了Snapdragon 820，底下受測的機款還有Galaxy S7（有Snapdragon 820版本與Exynos 8890版本 - 台灣就是Exynos 8890版本，如果沒有特別標示出來就是Exynos 8890版本）、華為的P9（海思半導體的Kirin 955晶片）。
首先來看單核效能比較，A10晶片的iPhone在這一回合得到第一名，第二到第四名都使用Snapdragon 820晶片，Galaxy S7 edge這裡也是Snapdragon晶片版本。
多核心部份，Exynos晶片版本的Galaxy S7與Kirin 955晶片的華為P9分別得到第一與第二，第三名的Moto Z則落後一段差距。
BaseMark OS II 2.0是綜合型測試，主要作CPU、GPU、RAM、儲存空間記憶體、UX效能、瀏覽器執行的跑分，Moto Z在這項目的表現非常出色，嬴過同樣是Snapdragon 820晶片的OnePlus 3與Galaxy S7 edge不少。
AnTuTu 6是另一項綜合測試軟體，測試項目包括「多執行緒」、「Android執行環境」、「RAM運算」、「RAM速度」、「CPU性能壓力測試」、「CPU浮點運算」、「單線程CPU整形性能」、「單線程CPU浮點性能」、「2D繪圖性能」、「3D繪圖性能」、「存儲I/O」、「數據庫I/O」的綜合效能，測試繪圖性能時，手機螢幕是在開啟下進行。Moto Z在此獲得第二，算是有領先同樣採用Snapdragon 820晶片的其它機種，不過小輸HTC 10就是，反倒是同樣使用Snapdragon 820晶片的Xperia X Performance落後一段差距。
接下來測試圖型運算效能，跟其它採用Snapdragon 820晶片的旗艦一樣，Moto Z使用的GPU也是Adreno 530，由於沒有開啟螢幕（開啟時不同螢幕解析度會對GPU的工作負擔有不同影響，解析度愈高，loading愈重，跑出來的分數相對就會比較低）。不過底下第一張是螢幕在關閉模式下進行的，相對於螢幕開啟，螢幕關閉模式下是測GPU的原始性能，各款採用Adreno 530這款GPU測出來每秒影格數都差不多，Moto Z獲得每秒32張影格，跟Snapdragon 820版本的Galaxy S7 edge相同，但Exynos 8890版本的Galaxy S7 edge郤只有29張影格數。
打開螢幕後，螢幕解析度比較少的機種如Xperia X Performance、OnePlus 3與iPhone 6s Plus就因為對GPU的工作負擔比較輕，所以每秒影格數就提升，反觀Moto Z打開螢幕後，由於QHD螢幕對GPU的工作負荷較大，所以每秒影格數就掉到18fps。
BaseMark ES 3.1也是測試GPU運算效能，它提供OpenGL ES 3.1相容裝置測試。BaseMark ES 3.1對GPU的loading很吃重，所以若沒有旗艦規格的GPU，拿一般手機測試的話會需要跑個一到兩小時才會跑出數據。iPhone 6s Plus在這裡領先第二名的Galaxy S7 edge（Exynos8890晶片）不少，Moto Z與其它同樣使用Snapdragon 820晶片的手機分數就比較低了。
Basemark X (medium) 這支軟體推出市場已有一段時間，也提供給大家參考，Moto Z在這個項目獲得最高分，嬴過Exynos版本的Galaxy S7 edge，接下來的排名才是其它同樣S820晶片的手機，華為的P9則是墊底。要注意的是Basemark測試軟體也會把手機內部儲存空間與RAM讀寫速度一併納入測試，這解釋了為何Moto Z在兩支Basemark X跑分軟體獲得第一名的原因。
執行需大量運算的工作例如較耗系統資源的遊戲或一下子更新一堆程式時，Moto Z的工作溫度會有一點點溫溫的，但當你玩需要大量使用GPS定位以及需開啟手機照相鏡頭才能玩的遊戲時（例如寶可夢），手機的工作溫度才會更往上升。Snapdragon 820有著強悍的CPU，在Moto Z上運作格外的流暢，即使玩RipTide2這類很耗效能的遊戲，仍然不會感到任何的延遲。可惜的是，Moto Z超薄的機身明顯讓散熱模組的設計有所限制，所以手機操控一陣子後，有時會有讓人感到不舒服的溫熱感。
