索尼NEX-5R采用了3.0英寸92万像素Xtra Fine LCD触摸式显示屏，可向上翻转180度，向下翻转50度。机身尺寸为110.8×58.8×38.9mm，重量为276g。
索尼NEX-5R搭载了APS-C画幅1610万有效像素大尺寸Exmor APS HD CMOS 影像传感器，传感器尺寸为23.5×15.6mm。索尼NEX-5R配有全新BIONZ影像处理器，在低光照环境下拍摄出清晰、低噪点的影像，最高的感光度可达ISO 25600。
索尼NEX-5R首次采用Hybrid AF混合式对焦系统踪快速移动的物体，并运用对比度检测对焦来提升低光照时的精准性。索尼NEX-5R还增加了一个支持自定义功能的拨轮，配合快门前方的新Fn键，以及原本就有的后拨轮，令操控能力更为出色。
索尼NEX-5R配置了WiFi功能，可以通过免费的PlayMemories Mobile程序向智能手机、平板电脑传送照片，也可以将视频和照片在无需拔卡的情况下轻松传输到个人电脑，方便拍摄后的分享、传递和数据管理。
