有効500万画素の1/2.5型原色CCDに、36～432mm相当の12倍LEICA DC VARIO-ELMARITを組み合わせる。レンズの開放F値はズーム全域でF2.8。望遠端まで動かしても開放F値が変わらない点が、長い焦点域と並ぶ光学系の特徴である。^{2公式 パナソニックDMC-FZ20 仕様}

光学式手ぶれ補正MEGA O.I.S.とヴィーナスエンジンIIを搭載した。12倍の画角範囲を持つレンズに対し、撮影時の揺れを補正する機構と画像処理を組み合わせている。^{3公式 パナソニックDMC-FZ20 概要}

本体のみ約520g、電池とカードを含めると約556gで、外部フラッシュ用のホットシューを備える。レンズ交換式ではないが、照明を本体の外へ拡張する接続部を用意し、手動露出と併せて撮影条件を選ぶ余地を持たせた。^{2公式 パナソニックDMC-FZ20 仕様}

FZ10の400万画素から500万画素へ増え、換算画角も35～420mm相当から36～432mm相当へ変わった。12倍という倍率は共通していても、広角端と望遠端の範囲は同じではない。FZ20では全体がわずかに望遠側へ寄った。^{1プレス PC Watch手ブレ補正12倍ズームの500万画素機FZ20}

操作上の変更は、絞り優先、シャッター優先、マニュアル露出をモードダイヤルから直接切り替えられるようにしたことである。FZ10ではメニュー内にあった選択を外へ出し、撮影中に露出の決め方を変えるための入口を独立させた。作品づくりという位置付けに対し、設定項目の有無だけでなく呼び出す手順も改めている。^{1プレス PC Watch手ブレ補正12倍ズームの500万画素機FZ20}

AF補助光とシャッターリモコン用の端子も追加した。ピント合わせを支援する装備に加え、本体のシャッターボタンへ直接触れずに撮る操作にも対応する。高倍率レンズを受け継ぐとともに、そのレンズを使う撮影の手段を増やした更新だった。^{1プレス PC Watch手ブレ補正12倍ズームの500万画素機FZ20}

ヴィーナスエンジンIIには、手ぶれ補正の制御回路を統合したと発表時の記事は説明する。画像を処理するエンジンの更新に、光学式補正の制御もまとめた。全域F2.8のレンズと補正機構を、それぞれ独立した特徴として搭載するだけでなく、制御する部分にも変更があった。^{1プレス PC Watch手ブレ補正12倍ズームの500万画素機FZ20}

レンズは8群13枚構成で、非球面レンズ3枚とEDレンズ1枚を使う。ピントはリング式のマニュアルフォーカスにも対応し、露出モードと併せて撮影者が自分で設定できる。構図確認には2型液晶と約11.4万画素の電子ファインダーを備える。^{2公式 パナソニックDMC-FZ20 仕様}

持ち方に関わる部分では、グリップを大きくして丸みを持たせ、レンズフードを花形へ変更した。長い望遠域を持つ本体で、モードダイヤルやフォーカスリングを操作することと、カメラを支える形の双方へ手を入れた。^{1プレス PC Watch手ブレ補正12倍ズームの500万画素機FZ20}

テレコンバージョンとワイドコンバージョンのレンズにも対応する。通常は36～432mm相当の固定レンズで撮影し、必要に応じて外付けの光学系で範囲を拡張できる。フラッシュ、リモコン、コンバージョンレンズを含め、レンズ一体型の本体を中心に撮影方法を増やす構成だった。^{2公式 パナソニックDMC-FZ20 仕様}