Uma das mudanças mais importantes no lançamento do Lollipop é uma interface de usuário redesenhada construída em torno de uma linguagem de design conhecido como "material design". Outras mudanças incluem melhorias nas notificações, que podem ser acessadas a partir do tela de bloqueio e exibidos dentro de aplicações como banners parte superior da tela. A Google também fez mudanças internas na plataforma, com o Android Runtime (ART), que substitui oficialmente o Dalvik para melhorar o desempenho de aplicativos, e com as alterações destinadas a melhorar e otimizar o uso da bateria (conhecido internamente como Project Volta) que desativa os dados em segundo plano, as animações e deixa a barra de ação laranja (cor predominante no Material Design). Uma novidade do sistema é a opção Tap and Go. O recurso permite que o usuário transfira, por Bluetooth ou tecnologia NFC, todas as informações de um aparelho Android para outro.