Le capteur CMOS plein format 12,1 MP repensé est désormais doté d’un design Exmor RS rétroéclairé afin d’obtenir une clarté améliorée et un bruit réduit ainsi que la sensibilité impressionnante attendue, de 80 à 102 400 ISO avec une plage étendue de 40 à 409 600 ISO. La conception mise à jour du capteur permet également des vitesses de lecture 2 fois plus rapides que les générations précédentes et, lorsqu’elle est associée au processeur d’image BIONZ XR révisé, réduit considérablement le temps d’obturation de 3 fois et accélère jusqu’à 8 fois le traitement et la manipulation globale de l’appareil photo. La combinaison capteur et processeur permet également d’obtenir une large plage dynamique, allant jusqu’à environ 14 arrêts pour les photos et 15 arrêts pour la vidéo, et une prise de vue continue de 10 ips pour jusqu’à 1 000 fichiers bruts non compressés pour les photos.