SD9を継ぐ、シグマのデジタル一眼レフ第二弾である。SAマウント、20.7×13.8mmの撮像面、レンズの表記焦点距離に対して約1.7倍相当となる画角を継続した。有効約1029万画素は2268×1512×3層の合計であり、最高の記録画像寸法は2268×1512のままである。^{1プレス PC Watchシグマ、センサー感度が向上した一眼レフデジカメ「SD10」2公式 シグマSD10 仕様}

記録も12bitロスレス圧縮のRAWだけで、CF Type I/IIとマイクロドライブを使用する。連写はHighで1.9コマ/秒・6コマ、Mediumで2.4コマ/秒・14コマ、Lowで2.5コマ/秒・30コマという、解像度ごとの構成を引き継いだ。最高速と最大枚数を、最高解像度での値としてまとめることはできない。^{2公式 シグマSD10 仕様}

新しいセンサーは画素数を増やさず、マイクロレンズを追加することで、感度や色応答などの改善を目指した。三層の基本方式と出力寸法を維持しながら、光を受ける側の構成を更新したのである。^{3プレス DPReview / Sigma UKSigma SD10, preview and samples（Sigma UKプレスリリース併載）}

SD9のISO100・200・400に対して、SD10は通常設定にISO800、拡張にISO1600を加えた。長秒側はモードで制限が異なり、通常モードではISO100・200で15秒、ISO400・800で4秒までとなる。拡張モードではISO100～1600で最大30秒を使え、バルブも30秒まで対応した。感度と露光時間の選択肢は増えたが、どのモードでも常に30秒という仕様ではない。^{2公式 シグマSD10 仕様4公式 シグマSD9 仕様}

電源は、SD9の二系統から底部の一系統へ統合した。CR-V3を二本、または単3形のニッケル水素・ニッケル電池を四本使う。グリップ部の電池室が不要となり、その形状も改められた。152×120×79mmの外寸は維持しつつ、電池を除く質量は805gから785gへ減っている。^{1プレス PC Watchシグマ、センサー感度が向上した一眼レフデジカメ「SD10」2公式 シグマSD10 仕様}

露出補正とブラケットの設定刻みは1/2EVから1/3EVへ変わった。撮像系の更新に加え、撮影者が露出を調整する単位も細かくした変更である。^{2公式 シグマSD10 仕様4公式 シグマSD9 仕様}

RAW専用機として、現像ソフトの変更も重要である。付属のPhoto Proは2.0となり、X3 Fill Lightによって明暗差の大きな画像の暗部を調整できるようになった。調整情報はX3Fファイルへ保存でき、撮った後に仕上げる手順も更新している。^{3プレス DPReview / Sigma UKSigma SD10, preview and samples（Sigma UKプレスリリース併載）}

外部照明では、専用ストロボEF-500 DGによるS-TTLワイヤレス撮影に対応した。専用ズームとキットを用意したことに加え、照明の組み合わせにも対応を広げた世代だった。^{3プレス DPReview / Sigma UKSigma SD10, preview and samples（Sigma UKプレスリリース併載）}

Foveon X3は、三層で各画素位置のRGB情報を取得する基本方式を継続し、ベイヤー配列で必要となる色補間を不要とした。SD10ではその特徴を保ちつつ、マイクロレンズと現像処理によって、感度と画像の調整範囲を広げる方向を採った。^{3プレス DPReview / Sigma UKSigma SD10, preview and samples（Sigma UKプレスリリース併載）}

レンズ交換時のほこりに対しては、ダストプロテクターを設ける構成である。外からセンサーへほこりが入ることを防ぐためのもので、カメラ内部の機構から発生する粉じんまで除去する装置ではない。^{3プレス DPReview / Sigma UKSigma SD10, preview and samples（Sigma UKプレスリリース併載）5レビュー PC Watch那和秀峻の最新デジカメレビュー シグマSD10}

スポーツファインダーは、記録範囲の外側を薄い灰色で区別して見せる。メーカーは、動く被写体がフレームに入る前に確認できることを用途として挙げた。実際に写る範囲だけを拡大して見せるのではなく、その周囲も視認する構成を引き継いでいた。^{3プレス DPReview / Sigma UKSigma SD10, preview and samples（Sigma UKプレスリリース併載）}

複数の専門媒体は、低感度での細部描写を共通して評価した一方、高感度ではノイズや画質低下を指摘した。感度の設定範囲を増やしたことと、その全域で同じ画質を得られることは別であり、実写評価では感度による違いが論点となった。^{6レビュー DPReviewSigma SD10 Review}

独立したダイヤルを含む操作系についても、仕組みを理解して慣れれば扱いやすいという評価が複数媒体に共通している。RAW専用の記録と特徴的な操作を前提に、自分の撮影手順へ取り込んで使う機種として評価された。^{5レビュー PC Watch那和秀峻の最新デジカメレビュー シグマSD10}