Bersama-sama dengan pengenalan Nexus 5, pihak Google juga turut memperkenalkan Android 4.4 KitKat dengan beberapa pembaharuan. Kemaskini ini dijangka akan diperkenalkan kepada peranti Nexus yang lain dalam beberapa minggu lagi.
Google melalui KitKat memfokuskan kepada peranti dengan pelbagai spesifikasi, dimana sekiranya biasanya sistem operasi baru hadir dengan penggunaan memori yang tinggi, berbeza untuk Android 4.4 KitKat, dimana ia turut sama boleh dijalankan pada peranti dengan spesifikasi rendah tanpa sebarang masalah. Perkara ini sekaligus memudahkan pengeluar peranti memperkenalkan peranti baru walaupun pada spesifikasi rendah dan kekal menjalankan sistem operasi terbaru Android.
Android 4.4 KitKat membawakan beberapa perubahan dari segi antaramuka sistem operasi berkenaan. Sebagai contoh, kini ia kurang menggunakan warna biru seperti pada versi Android sebelum ini, dan kini lebih banyak menggunakan warna putih – dan boleh dilihat pada bahagian bar notifikasi utama. Beberapa elemen rekabentuk baru turut diperkenalkan pada Android 4.4 KitKat.
Bahagian carian juga turut diberikan kemaskini pada Android 4.4 KitKat. Seperti semua sedia maklum, kekuatan Google adalah pada carian, dan melalui KitKat, pengguna boleh membuat carian dengan hanya menyebut “Okay, Google”, tanpa perlu menekan sebarang butang seperti sebelumnya. Google Now sendiri dikemaskini dengan beberapa card baru, membolehkan pengguna mendapat lebih banyak info dan kandungan melaluinya. Untuk memudahkan, kini Google Now turut sama boleh diakses dengan hanya swipe dan bahagian kiri skrin.
Ia dikatakan kini Google Now boleh mengetahui apakah laman blog yang sering dibaca oleh anda, dan ia akan memaparkan kandungan baru kepada pengguna apabila seseuatu artikel baru diterbitkan. Mungkin secara tidak langsung, Google menggunakan teknologi Google Reader padanya.
Pada bahagian kamera, pihak Google dilihat menambah sokongan HDR+ untuk rakaman gambar, serta pencahayaan yang lebih baik berbanding sebelumnya. Perkara ini mungkin merupakan sebahagian daripada teknologi yang digunakan pada Google+. Untuk pengenalan, HDR+ dikatakan akan hanya hadir pada Nexus 5 sahaja.
Selain itu, satu lagi kemaskini aplikasi adalah Hangouts, dimana seperti semua sedia maklum, ia bakal mengantikan aplikasi SMS di Android, memudahkan pengguna untuk melihat pelbagai perbualan mereka pada hanya satu aplikasi.
Kemaskini lain yang turut disertakan pada Android 4.4 KitKat adalah termasuk sokongan Wireless Printing, dan juga kemaskini pada bahagian dialer. Sekiranya pengguna menerima panggilan daripada mereka yang tidak dikenali, Google secara automatik akan membuat carian di Google Maps, dan memaparkannya sekiranya ia tersenarai di Google Maps. Bahagian buku alamat juga ditambah-baik pada Android 4.4 Kit Kat. Sokongan rakaman skrin juga dilihat disertakan pada Android 4.4 KitKat membolehkan pengguna untuk merakamkan gerakan skrin mereka dan disimpan dalam format MP4.
Pihak Google juga turut sama menambah beberapa sokongan untuk sensor pada Android 4.4 ini. Sebuah framework untuk akses storan awan turut disertakan dalam membolehkan pembangun mengintegrasikannya dan memudahkan pengguna untuk mengakses dokumen mereka.
Beberapa sokongan lain adalah termasuk kemaskini aplikasi emel, integrasi sokongan Chromecast, sokongan emoji, dan multi-tasking yang lebih pantas.
Nexus 5 akan menjadi telefon pintar pertama menggunakan Android 4.4 KitKat. Nexus 4, Nexus 7 dan beberapa peranti lain dijangka akan mendapat kemaskini ini dalam beberapa minggu lagi.