索尼NEX-5K是一款专业的可更换镜头数码相机，配备了1420万有效像素和高达1460万的最大像素，能提供4592×3056的高清分辨率图片。它采用了Exmor APS HD CMOS传感器，尺寸为23.4×15.6mm，属于APS-C画幅的CMOS传感器。
对焦方面，NEX5采用了25点自动对焦系统，支持中央重点对焦和手动对焦，确保拍摄的精确度。相机有黑色和银色两种颜色可供选择，重量轻巧，仅机身重量为229g，加上镜头后重量为287g，尺寸为110.8×58.8×38.2mm，适合便携使用。
光学设计上，镜头焦距范围相当于35mm相机的27-82.5mm，实际焦距为f=18-55mm。E 18-55mm F3.5-5.6 OSS是标准镜头，支持光学防抖，提供广角至中焦的多功能拍摄。此外，NEX5还支持外接闪光灯，如HVL-F7S，以及多种闪光模式。
在快门和曝光控制上，NEX5采用了电子控制焦平面快门，快门速度为30-1/4000秒，支持程序自动、快门优先、光圈优先和手动曝光模式。它还具备曝光补偿功能和多种测光模式，如多重测光和不同场景模式。
在取景和显示方面，NEX5配备了一块92万像素的TFT LCD显示屏，支持翻转和高清显示，取景器类型为LCD取景，放大比率达到100%。相机还具有自拍功能，支持2秒和10秒延迟拍摄，连拍速度高达7张/秒，以及面部识别和防红眼功能。
在图像尺寸上，NEX5支持多种分辨率，包括4592×3056在内的高清模式。在视频拍摄方面，它支持1080i、1080P和1920×1080的高清视频，且支持视频输出和多种格式。内置电池容量为330张（CIPA标准），支持高速USB 2.0和HDMI输出，以及标准1/4英寸三脚架螺孔。