Στην καρδιά της Sony FX5 βρίσκεται ο νέος, πλήρως στοιβαγμένος αισθητήρας Exmor RS CMOS full-frame 16,6 MP (5K), ο οποίος προσφέρει εξαιρετικά ταχεία ανάγνωση δεδομένων και ελαχιστοποιεί το φαινόμενο rolling shutter. Σε συνδυασμό με τον επεξεργαστή επόμενης γενιάς BIONZ XR2 και τη dedicated μονάδα επεξεργασίας AI, η κάμερα αποδίδει κορυφαία αυτόματη εστίαση με προηγμένη αναγνώριση θεμάτων (ανθρώπων, ζώων, πτηνών) και αυτόματη ρύθμιση ισορροπίας λευκού. Επιπλέον, διαθέτει τρεις τιμές βασικού ISO (800 / 4000 / 12800) με επιλογή Dual Gain, εξασφαλίζοντας εντυπωσιακό δυναμικό εύρος 16+ stop για καθαρές λήψεις ακόμα και στα πιο απαιτητικά περιβάλλοντα χαμηλού φωτισμού.

Η κάμερα δανείζεται το συμπαγές και εργονομικό σώμα της δημοφιλούς FX3, αναβαθμίζοντας τον έλεγχο με ένα ανανεωμένο περιβάλλον χρήστη και το εξειδικευμένο κινηματογραφικό μενού BIG 6. Η μεγάλη οθόνη αφής LCD 3,5" (16:9) διαθέτει μηχανισμό ρύθμισης σε 4 άξονες για άνετη σύνθεση πλάνων από κάθε γωνία. Επιπλέον, ενσωματώνει επαγγελματικά εργαλεία παρακολούθησης όπως ψευδοχρώματα, κυματομορφή, διανυσματοσκόπιο, χάρτη εστίασης και εσωτερική λειτουργία αποσυμπίεσης αναμορφικών φακών (anamorphic desqueeze), ενώ υποστηρίζει και το προαιρετικό ηλεκτρονικό σκόπευτρο DVF-EL1.