PENTAX Q wyposażony został w matrycę CMOS 1/2.3-cala typu back-illuminated, czyli podświetlaną od tyłu, dostarczającą około 12,4 mln efektywnych pikseli. Tego typu konstrukcja zapewnia komfortową pracę na wysokich czułościach, niski poziom szumów oraz szybkie odczytywanie danych. W aparacie PENTAX Q zastosowano również nowy procesor przetwarzania obrazu a jego konstrukcja oparta została na wieloletnim doświadczeniu przy produkcji lustrzanek Pentax. Dzięki zminimalizowanym szumom można wykorzystać cały zakres czułości - od ISO 125 aż do ISO 6400. Dodatkowo użytkownik ma do dyspozycji zdjęcia HDR (High Dynamic Range) łączące wiele zdjęć w jedno o szerokim zakresie dynamiki.

PENTAX Q oferuje zupełnie nowy styl fotografowania. Dzięki połączeniu funkcji Smart Effect (9 efektów) dostępnej za pomocą pokrętła umieszczonego na przednim panelu aparatu, fotograf może łatwo dodać pożądany efekt do zdjęcia. Pokrętło szybkiego wybierania posiada cztery pozycje, do których można przypisać ulubione tryby Smart Efekt. Równie popularny tryb zdjęć niestandardowych "Custom Image" oraz filtry cyfrowe zostały wzbogacone o nowe funkcje, tak aby zapewnić jeszcze większy wybór narzędzi do przetwarzania obrazu.

PENTAX Q wyposażony został w funkcję nagrywania filmów Full HD stosując format zapisu H.264, co pozwala użytkownikowi rejestrować wysokiej jakości klipy wideo (1920 x 1080 pikseli) przy prędkości zapisu 30 klatek na sekundę. PENTAX Q posiada również złącze mikro-HDMI (typ D), które pozwala użytkownikowi na jednoczesne odtwarzanie za pomocą urządzeń zewnętrznych zarówno filmu HD jak i dźwięku.

PENTAX Q posiada nowo opracowaną funkcję kontroli bokeh-u, umożliwiającą wykonywanie zdjęć z rozmytym tłem i ostrym głównym tematem zdjęcia. Dzięki niej początkujący fotograf zaznajomić się może z pojęciem kontroli głębi ostrości.

Nowy PENTAX Q zaopatrzony został w zintegrowany z korpusem system stabilizacji matrycy, umożliwiając wykonanie nieporuszonego zdjęcia w gorszych warunkach oświetleniowych czy za pośrednictwem obiektywu Tele. Czujnik aparatu po wykryciu drgań przesuwa matrycę tak aby w rezultacie postało ostre i nieporuszone zdjęcie.

PENTAX Q oferuje wiele przyjaznych dla użytkownika funkcji znanych z lustrzanek cyfrowych: programowana automatyka ekspozycji (P) - tryb który automatycznie wybiera optymalne połączenie przysłony i migawki, preselekcja przysłony (AV), preselekcja migawki (TV) oraz tryb manualny.

W aparacie PENTAX Q znajdziemy nowy 3-calowy wyświetlacz LCD o rozdzielczości 460.000 punktów. Pozwala on na wygodny podgląd nawet pod kątem 170 stopni (w poziomie i w pionie).
W przypadku wyboru zdjęć seryjnych, aparat PENTAX Q oferuje nam prędkość na poziomie 5 klatek na sekundę. Dzięki tak dużej prędkości bez obaw będziemy mogli uchwycić sekwencję poruszających się obiektów.

PENTAX Q zaopatrzony został w automatyczną, podnoszoną lampę błyskową (GN 7 - ISO 200/m). Błysk pokrywa kąt 28mm (w formacie 35mm).