Aparat oparty jest na tej samej matrycy APS-C KPOM. Sony A6000 wykorzystuje 24-megapikselową matrycę - format APS-C o jednym z największych wymiarów w swojej klasie ze 179 czujnikami detekcji fazy. Pierwsze dwa z czterech wymiarów zastrzeżonego rozwoju fokusu - fokus 4D - są oparte na nich. Trzecim wymiarem jest odległość od obiektu, znowu dzięki autofokusowi z detekcją fazową uzyskuje się szybkie ogniskowanie. Czwartym wymiarem, podobnie jak w świecie rzeczywistym, jest czas. Aparat posiada predykcyjne śledzenie poruszającego się obiektu.
Nawet jeśli na chwilę zniknął z pola widzenia, kamera nadal będzie go prowadziła w ostrości. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku zdjęć seryjnych. A technologia wykrywania twarzy zastępuje ręczne ustawianie ostrości w przypadku portretów. Nagrywanie wideo jest możliwe w rozdzielczości Full HD 60/50 klatek na sekundę z włączonym autofokusem i stabilizacją obrazu. Aparat posiada elektroniczny wizjer wykonany w technologii OLED o rozdzielczości 1,44 megapiksela. Ekran nie jest wrażliwy na dotyk o rozdzielczości 921 600 pikseli, więc sterowanie odbywa się tylko za pomocą przycisku.
Podobnie jak w przypadku większości bezlusterkowców do podłączenia obiektywu stosuje się złącze Bayonet E. Specyfikacja jest otwarta, więc do tego urządzenia pasują obiektywy nie tylko markowych, ale także innych producentów. Ponadto za pomocą adapterów można podłączyć wymienną optykę z lustrzanek jednoobiektywowych. Do podłączenia urządzeń zewnętrznych aparat wyposażono w „stopkę”, na której można zawiesić nie tylko lampę błyskową.