Aparat marki Pentax K-r to nowa lustrzanka cyfrowa, wyposażona w 12 megamilionową matrycę CMOS, stabilizacje matrycy oraz duży, 3 calowy wyświetlacz LCD. W aparacie znalazło się również nowy system autofokusa AF SAFOX IX, możliwość dostrajania autofokusa do obiektywów, możliwość transmisji danych za pomocą podczerwieni oraz bardzo szybki, jak na tę klasę lustrzanek, tryb zdjęć seryjnych, który pozwala na rejestrację zdjęć z prędkością 6 klatek na sekundę.

W aparacie K-r, została zainstalowana matryca CMOS o rozdzielczości 12 megapiksela oraz nowy procesor obrazu PRIME II (PENTAX Real Image Engine). Dzięki temu, rozszerzenie ISO jest możliwe od 200 do 12800, z możliwością rozszerzenia od ISO 100 do 25600. Zostały zastosowane innowacyjne funkcje w K-x, takie jak możliwość wyboru jednego z 9 filtrów w aparacie. Pozwala to na zmianę w natężeniu tonów, natężenia kolorów, kontrastu czy ostrości. Filtry cyfrowe pozwalają na przetworzenie zdjęcia w dowolny i kreatywny sposób dzięki 18 filtrom wewnętrznym. W trybie krosowania aparat automatycznie i przypadkowo przesuwa parametry ekspozycji zdjęcia dla uzyskania zaskakujących i nieoczekiwanych rezultatów. Efekt ten nawiązuje do procesu krosowania błon filmowych w fotografii analogowej. Aparat umożliwia również wykonanie zdjęć w trybie HDR. Aparat wykonuje trzy zdjęcia z różnymi ustawieniami ekspozycji a następnie łączy je w jedno finalne ujęcie. Użytkownik ma dodatkowo do wyboru trzy poziomy ustawień: auto, standard oraz rozszerzony. Dzięki wprowadzeniu funkcji autodopasowania użytkownik może korzystać z tej funkcji nawet w przypadku zdjęć z tzw ręki.

W Pentaxie K-r , po raz pierwszy zastosowano szybką transmisję danych za pomocą podczerwieni. Dzięki temu, zdjęcia można przesyłać do urządzeń kompatybilnych np za pomocą telefonu komórkowego. System ten pozwala na komunikację pomiędzy doma aparatami K-r, wymianę zdjęć czy nawet prostą grę porównującą zdjęcia wykorzystując dane EXIF. Również rejestracja filmów jest dostępna w modelu Pentax K-r. Nagrywanie odbywa się w formacie panoramicznym HDTV 1280 x 720 pikseli, z szybkością 25 klatki na sekundę.

Aparat został zaopatrzony w system stabilizacji matrycy, które umożliwiają wykonanie nieporuszonego zdjęcia (4 kroki EV). Aparat jest zasilany akumulatorem litowo-jonowym D-LI109 umożliwiający wykonanie 560 zdjęć. Zdjęcia wyświetlane są na dużym,, 3 calowym  wyświetlaczu LCD o rozdzielczości 920 000 punktów. Dostępna jest również funkcja LiveView.

Cechy charakterystyczne:

• Matryca APS-C CMOS o rozdzielczości 12 megapikslei
• Możliwość nagrywania filmów HD 1280 x 720 pikseli, z prędkością 25 kl/s
• Najnowsze oprogramowanie obrazu PRIME II
• Duży zakres czułości ISO od 200 do 12800 z możliwością rozszerzenia od ISO 100 do 25600
• Nowy system autofokusa AF SAFOX IX
• Szybką transmisja danych za pomocą podczerwieni
• Szybkie zdjęcia seryjne z możliwością wykonania 6 kl/s
• Liczne filtry w aparacie
• Możliwość wykonania zdjęć w trybie HDR
• LiveWiew
• Stabilizacja matrycy
• System czyszczenia matrycy
• 11 trybów zdjęciowych, w tym nowy tryb „nocne zdjęcie HDR"
• Oprogramowanie: PENTAX Digital Camera Utility 4 (wywoływanie plików RAW)
• Wymiary: 125 x 97 x 68 mm
• Waga: 544 g (bez akumulatora)