Android 5.0 giới thiệu một hệ thống thông báo được làm mới. Các thông báo sẽ được hiển thị trên các thẻ để tuân theo ngôn ngữ thiết kế material, và nhiều thông báo trong cùng một ứng dụng sẽ được gộp lại thành một nhóm. Các thông báo cũng được hiển thị trên màn hình khóa dưới dạng các thẻ, và các thông báo kiểu "heads up" cũng có thể được hiển thị dưới dạng một thanh lớn ở phía trên cùng màn hình, cùng với các nút hành động tương tác của chúng.[7][11] Tính năng không làm phiền cũng được thêm vào hệ thống thông báo. Menu ứng dụng gần đây được thiết kế lại để hiển thị các ứng dụng đang mở dưới dạng các thẻ chồng xếp lên nhau kiểu ba chiều. Một ứng dụng cũng có thể hiển thị nhiều thẻ trong menu gần đây, như với các thẻ đang mở của trình duyệt.[7][9][12]

Lollipop cũng bao gồm các tính năng nền tảng lớn cho các nhà phát triển, với hơn 5.000 API mới được thêm vào cho các ứng dụng sử dụng.[13][14] Ví dụ, đã có khả năng lưu ảnh ở định dạng ảnh thô.[15] Hơn nữa, máy ảo Dalvik đã được chính thức thay thế bởi Android Runtime (ART), là một môi trường thời gian chạy mới đã được giới thiệu trong KitKat dưới dạng xem trước.[16] ART là một thời gian chạy đa nền tảng hỗ trợ các cấu trúc x86, ARM, và MIPS ở cả môi trường 32-bit và 64-bit. Không giống như Dalvik sử dụng biên dịch JIT, ART biên dịch các ứng dụng sau khi cài đặt, có nghĩa là từ nay về sau HĐH sẽ chạy các ứng dụng đã được biên dịch sẵn. Kỹ thuật này loại bỏ quá trình đầu tiên gắn liền với quá trình JIT, cải thiện hiệu năng hệ thống.[17]

Lollipop cũng nhằm tới việc cải thiện mức tiệu thụ pin qua một chuỗi các quá trình tối ưu hóa có tên là "Project Volta". Trong đó là một chế độ tiết kiệm pin mới, các API lên lịch làm việc dẫn đến giới hạn một số tác vụ nhất định và chỉ được hoạt động qua Wi-Fi, và kết hợp các tác vụ để giảm lượng thời gian hoạt động radio trong tổng thể. Công cụ phát triển mới có tên "Battery Historian" có thể được sử dụng để theo dõi mức tiêu thụ pin của các ứng dụng khi đang sử dụng.[5][7] Bộ API Mở rộng Android cũng cung cấp các chức năng đồ họa như các shader mới, nhằm cung cấp các đồ họa giống như PC cho các trò chơi 3D trên các thiết bị Android.[10][18]

Một số các tính năng cấp độ hệ thống, hướng tới doanh nghiệp cũng được giới thiệu dưới cái tên "Android for Work". Khung làm việc bảo mật Samsung Knox ban đầu được dự định được dùng làm nền móng cho "Android for Work", nhưng thay vào đó Google quyết định sử dụng công nghệ riêng của họ để chia tách các dữ liệu cá nhân và công việc trên một thiết bị, cùng với các API đồng hành để quản lý môi trường.[19] Với tính năng "Smart Lock", các thiết bị cũng có thể được thiết lập để người dùng không phải thực hiện mở khóa thiết bị với mã PIN hay hình khi đang ở tại một vị trí tin cậy, hay trong khu vực của một thiết bị Bluetooth hay thẻ NFC chuyên dụng.[12][20][21] Hơn nữa, Lollipop đã từng có mã hóa thiết bị được kích hoạt theo mặc định trên tất cả các thiết bị đủ điều kiện; tuy nhiên, do vấn đề hiệu năng, thay đổi này đã phải hoãn lại tới phiên bản kế tiếp, Android Marshmallow.[22]