В сърцето на Sony FX5 се намира новият, напълно интегриран сензор Exmor RS CMOS full-frame 16,6 MP (5K), който предлага изключително бързо четене на данни и минимизира ефекта rolling shutter. В комбинация с процесора от следващо поколение BIONZ XR2 и специализираната AI обработваща единица, камерата осигурява първокласно автоматично фокусиране с усъвършенствано разпознаване на обекти (хора, животни, птици) и автоматична настройка на баланса на бялото. Освен това разполага с три основни стойности на ISO (800 / 4000 / 12800) с опция Dual Gain, гарантирайки впечатляващ динамичен обхват от 16+ стопа за ясни снимки дори в най-трудните условия на слаба светлина.

Камерата заема компактното и ергономично тяло на популярния FX3, подобрявайки контрола с обновен потребителски интерфейс и специализираното кинематографично меню BIG 6. Големият 3,5" LCD сензорен екран (16:9) разполага с механизъм за регулиране в 4 оси за удобно кадриране от всякакъв ъгъл. Освен това включва професионални инструменти за наблюдение като псевдоцветове, вълнова форма, вектороскоп, карта на фокуса и вътрешна функция за декомпресия на анаморфни обективи (anamorphic desqueeze), като поддържа и опционалния електронен визьор DVF-EL1.