Kマウント一眼レフ、645マウント中判に、独立したQマウントを加える構成である。フランジバックはKシリーズの約1/5、マウント径は約2/3とし、小型センサーのイメージサークルに合わせて専用レンズも設計した。Kマウントを置き換える規格ではなかった。^{1公式 HOYA PENTAXPENTAX Q 新発売}

センサーは1/2.3型の裏面照射CMOS、有効約1,240万画素で、感度はISO125〜6400。ボディには撮像素子シフト式SRと、超音波振動によるDR IIを搭載した。RAWは12bit DNGで、JPEGとの同時記録と本体内でのRAW展開にも対応する。JPEGでは複数のアスペクト比を選べるが、RAWは4:3で記録する。^{4公式 リコーイメージングPENTAX Q 性能諸元}

マグネシウム外装の本体は98×57.5×31mmで、本体のみ約180g、電池とSDカード込み約200gとなる。この200gはレンズを含む撮影一式の値ではない。3型約46万ドット液晶、モードダイヤル、電子ダイヤル、前面クイックダイヤルを備え、P・Tv・Av・Mでの露出操作もできた。^{1公式 HOYA PENTAXPENTAX Q 新発売}

初期の5本のレンズは、高性能シリーズとユニークシリーズに分けられた。高性能側にはレンズシャッター、絞り、NDユニットを備え、ユニーク側では電子シャッターやMFなどの限定仕様を採り入れ、1万円未満のレンズも用意した。同じQマウントでも、全レンズが同じ操作と機能を持つ構成ではない。^{5公式 日本写真学会 / ペンタックスリコー商品企画若代滋 PENTAX Qの開発 日本写真学会誌75巻3号272–274}

Qは新規システムの初号機だが、その着想はauto110に遡る。公式開発ストーリーによれば、2000年頃にはauto110へCCDを付けた試作があり、当時はKマウントのデジタル一眼レフを優先して実現しなかった。2006年の検討も頓挫し、2008年もKマウント優先で進まず、市場の多様化と小型センサー・処理技術の改善を背景に、2009年から正式な製品化検討へ移ったという。^{6公式 リコーイメージングPENTAX Q 開発ストーリー 企画編}

小型センサーのQには、異なるピント位置の画像を合成するボケコントロールも用意した。JPEG固定、ISO自動となり、動く被写体やカメラの動きがあると効果を得にくい。光学的に浅い被写界深度を作る方法を、すべての場面で置き換えられる機能ではなかった。^{7公式 PENTAXPENTAX Q 使用説明書}

シャッター方式もレンズによって変わる。レンズシャッターでは1/2,000〜30秒で、電子シャッターの併用を許可すると高速側を1/8,000秒まで使える。シャッターを持たないレンズは電子式の1/8,000〜2秒となり、バルブは使えない。内蔵ストロボの同調も、レンズシャッター時は1/2,000秒、電子式では1/13秒となるため、レンズの小ささや価格とともに機能条件も選ぶ必要があった。^{4公式 リコーイメージングPENTAX Q 性能諸元}

前面のクイックダイヤルには、9種類のスマートエフェクトから4つを登録でき、カスタムイメージ、フィルター、アスペクト比にも割り当てられる。小型機だから設定を隠すだけではなく、画像表現をすぐ変える操作を前面へ置いた。^{1公式 HOYA PENTAXPENTAX Q 新発売}

2012年のQ10はQを基に、新しいCMOS、AFアルゴリズム、グリップを採用した後継として発表された。初代で作った小型システムを受け継ぎながら、撮像と持ち方を更新した世代である。^{8公式 ペンタックスリコーPENTAX Q10 新発売 英文}

PentaxForumsのレビュー時点の米国価格では、Qと01レンズが800ドル、同社の一眼レフK-rと18–55mmが700ドルと記されている。小さなQを選ぶことが必ずしも安く買うことにはつながらず、同社一眼レフも価格比較の相手になっていた。これは当時の米国での比較で、国内発売価格を示すものではない。^{9レビュー PentaxForumsPentax Q Review: Conclusion}

2010年の企画では、一眼所有者のサブ機、コンパクトからの移行、高級コンパクトを求める人という3層を設定し、主な対象をコンパクトからの移行層に置いた。調査では一眼の魅力として、画質だけでなく個性的な表現や自由な設定も挙げられた。^{6公式 リコーイメージングPENTAX Q 開発ストーリー 企画編}

商品企画の若代滋氏の技術解説によれば、センサーはフォーサーズも検討したが、ボディだけでなくレンズまで小さくするために小型のものを選んだ。マウント設計では、ボディ内SRでセンサーが動く範囲も考慮している。小さい本体へ既存のレンズを付けるのではなく、補正機構を含めたシステム全体を小型化する選択だった。^{5公式 日本写真学会 / ペンタックスリコー商品企画若代滋 PENTAX Qの開発 日本写真学会誌75巻3号272–274}

外装のマグネシウムにも寸法上の理由があった。樹脂では必要な強度を得るために厚みが増え、ボディが大きくなるため、コストの増加を受け入れて採用したと若代氏は説明する。素材は質感だけでなく、小ささを保ちながら強度を確保する手段であった。^{5公式 日本写真学会 / ペンタックスリコー商品企画若代滋 PENTAX Qの開発 日本写真学会誌75巻3号272–274}

内蔵ストロボは28mm相当をカバーしつつ、ズームレンズの影を避ける必要があった。回転軸ごと持ち上げるポップアップ機構を使うことで、収納時の小ささと発光時に必要な高さを両立したという。^{5公式 日本写真学会 / ペンタックスリコー商品企画若代滋 PENTAX Qの開発 日本写真学会誌75巻3号272–274}

液晶は実部品とモックアップを並べ、画質と寸法を比較しながら数か月かけて3型・3:2に決めた。3つのダイヤルを配置しても難しそうに見えず、握ったときに誤操作しない位置も検討した。小型化で操作を削るだけではなく、撮影の自由を残しながら近づきやすくすることが、デザインの課題だった。^{10公式 リコーイメージングPENTAX Q 開発ストーリー デザイン編}

複数の専門媒体は、非常に小さい本体の仕上げと、その大きさから予想する以上に使いやすい一眼由来の操作系を共通して評価した。持ち運びやすさと設定の自由を両立する点が長所として認められた。^{11レビュー PhotographyBLOGPentax Q Review}

一方、当時の一眼レフや大型センサーのレンズ交換式機に迫る価格に対し、解像や高感度画質はそれらに届かないという留保も共通している。小型コンパクトとしての良さと、大きなセンサーのカメラを代替できるかは、別の評価として扱われた。^{9レビュー PentaxForumsPentax Q Review: Conclusion}