Google trước đó đã đồng phát triển các thiết bị Android cao cấp qua chương trình Nexus, được thiết kế để trở thành các thiết bị "kiểu mẫu" cho nền tảng Android để các nhà sản xuất khác tham khảo để thiết kế các thiết bị của họ. Dưới trưởng bộ phận phần cứng mới Rick Osterloh, trước đó làm việc cho Motorola Mobility, Google bắt đầu chuyển đổi tập trung sang việc phát triển một hệ sinh thái các sản phẩm và nền tảng trong nhà, ví dụ như hệ sinh thái Google Home, Google Assistant, và Google Daydream. Osterloh nói rằng "nhiều sự đổi mới mà chúng tôi muốn thực hiện đòi hỏi phải kiểm soát được trải nghiệm người dùng đầu-cuối". Vì vậy, không giống như các thiết bị Nexus, Pixel được thiết kế bởi Google và được bán ra là một sản phẩm của Google, mặc dù công ty ký hợp đồng sản xuất thiết bị này cho HTC với vai trò là một nhà sản xuất hợp đồng.[6] Đây là những điện thoại đầu tiên do chính Google một mình thiết kế.[7][8]