In het hart van de FX5 werken een 16,6 megapixel full-frame stacked Exmor RS-sensor, met een gestapelde opbouw voor snellere uitlezing, en de nieuwe BIONZ XR2-processor met geïntegreerde AI-eenheid samen. De sensor combineert een breed dynamisch bereik, het verschil tussen de donkerste en lichtste details die de camera nog kan vastleggen, met een hoge uitleessnelheid, voor rijke cinematische beelden met behoud van detail in zowel lichte als donkere gedeeltes. Met een dynamisch bereik van meer dan 15 stops blijft informatie behouden in highlights én schaduwen, voor een soepele, rijke kleurgradatie.
Open Gate-opname gebruikt het volledige sensoroppervlak in plaats van een uitsnede, en is al bij lancering beschikbaar op de FX5: tot 5016 x 3344 pixels in 3:2 via X-OCN met 60fps. Via de toekomstige firmware-update breidt dit uit naar 120fps, komt Open Gate ook beschikbaar in XAVC 4K, en filmen de reguliere Full Frame 16:9- en 17:9-opnamemodi eveneens tot 120fps in X-OCN, voor nog meer ruimte bij anamorfe lenzen en croppen in de nabewerking. Interne X-OCN-opname, Sony's eigen RAW-videoformaat, levert 16-bit kleurdiepte zonder dat je een externe recorder nodig hebt. Three Base ISO (800, 4000 en 12800) maakt het eenvoudiger om schone beelden met een breed dynamisch bereik vast te leggen in uiteenlopende lichtomstandigheden: de sensor schakelt daarbij tussen drie punten waar het minste beeldruis ontstaat.