NEX-5とNEX-3は、従来αのAマウントとは異なるEマウントを使う初代機である。Aマウントレンズを装着するには別売アダプターが必要だった。両機とも有効1420万画素のAPS-Cセンサーを備え、NEX-5はマグネシウム合金の前カバーと、NEX-3より小さなボディを採用した。動画はNEX-5がAVCHDフルHD、NEX-3が1280×720のMP4という違いもあった。^{1公式 ソニー世界最小・最軽量ボディのNEX-5／NEX-3発表}

NEX-5の本体は110.8×58.8×38.2mm、本体のみ229gで、電池とメモリーカードを含めると287gとなる。メーカーの「世界最小・最軽量」は、2010年5月11日時点のレンズ交換式デジタルカメラのボディに対する主張だった。最薄部24.2mmもグリップとマウントを除いた値で、レンズを付けて携行する状態とは区別される。^{1公式 ソニー世界最小・最軽量ボディのNEX-5／NEX-3発表3公式 ソニーNEX-5A 主な仕様}

フラッシュは内蔵せず、小型の着脱式を同梱した。薄型広角レンズで持ち歩くか、ズームレンズやフラッシュを組み合わせるかによって、撮影時の大きさや使い方が変わる構成である。^{1公式 ソニー世界最小・最軽量ボディのNEX-5／NEX-3発表}

Eマウントの初代であり、直接の先代機を持たない。従来の一眼レフにあるミラー、焦点板、ペンタプリズム、位相差AFセンサーを省き、マウント面から撮像面までのフランジバックを18mmとした。AFは撮像素子を使う25点のコントラスト検出で、静止画はRAWとRAW+JPEGにも対応する。^{1公式 ソニー世界最小・最軽量ボディのNEX-5／NEX-3発表3公式 ソニーNEX-5A 主な仕様}

αシリーズとして初めてHD動画撮影を導入し、専用のMOVIEボタンとステレオマイクを備えた。NEX-5のAVCHDは1920×1080の60i表記で、仕様上は59.94i記録、センサー出力は29.97fpsである。MP4では1440×1080の30p撮影にも対応した。^{1公式 ソニー世界最小・最軽量ボディのNEX-5／NEX-3発表3公式 ソニーNEX-5A 主な仕様}

3型約92.1万ドット液晶は上80度、下45度へ傾き、低い位置や高い位置から構図を確認できる。おまかせオートの背景ぼかしコントロールでは、ライブビューを見ながらホイールを回し、レンズの絞りを変える。効果は被写体や距離、レンズによって異なり、Aマウントレンズ装着時は使えない。撮影用語を直接選ぶことに慣れない人にも、画面を通じて背景の変化を見せる操作だった。^{3公式 ソニーNEX-5A 主な仕様1公式 ソニー世界最小・最軽量ボディのNEX-5／NEX-3発表}

複数枚の撮影を合成する機能も備えた。オートHDRは露出の異なる3枚からJPEGを生成し、人物ブレ軽減と手持ち夜景は6枚の高速連写を用いる。オートHDRはRAWとRAW+JPEGには適用されない。^{1公式 ソニー世界最小・最軽量ボディのNEX-5／NEX-3発表}

翌2011年8月24日に発表されたNEX-5Nは、メーカーがNEX-5の進化機と位置付けた。有効1610万画素、タッチ操作、60p動画、電子先幕シャッターへと発展した。^{4公式 ソニーNEX-5を進化させたNEX-5N発表}

Photography Blogは、パナソニックDMC-GF1を直接の競合として比較した。どちらもボディ内手ぶれ補正を持たず、NEX-5の18-55mmキットレンズには光学式OSSを搭載する。一方、オリンパスPENとは補正方式が異なっていた。小型レンズ交換式という用途が共通でも、補正をボディとレンズのどちらに担わせるかは同じではなかった。^{2レビュー Photography BlogSony NEX-5 Review}

メーカーは、他社製品の後追いよりも、自社のαとサイバーショットの間に新しい製品領域を作ることを狙ったと説明した。^{5インタビュー デジカメ WatchソニーNEXのEマウント戦略：手代木英彦氏インタビュー}

商品企画担当の藤野明彦氏によれば、プロジェクトは2008年末、事業本部長が小型一眼レフ風の模型を示したことから始まった。αとサイバーショットのスタッフを集め、APS-Cセンサー、レンズ交換式、2010年6月発売を初期条件とした。小型化のためにセンサーを小さくする案は、画質と一眼で撮る体験を重視する狙いから採らなかった。^{6インタビュー ITmediaNEX開発者に聞く前編：プロジェクトの発足}

設計前には、架空のカタログと発表資料を作って使い方を共有した。背景ぼかし、フルHD動画、パノラマ、着脱式の付属フラッシュ、普及型の機種展開までを具体化し、設計とデザインを隣接させた約50人の初期チームで開発を進めた。部品を小さくする作業に先立ち、利用者に何をしてもらうカメラなのかを揃えたのである。^{5インタビュー デジカメ WatchソニーNEXのEマウント戦略：手代木英彦氏インタビュー}

当初はボディ内手ぶれ補正と内蔵フラッシュも検討したが、社内のデザイン案から「レンズと板」という考え方を選んだ。レンズの直径がボディをはみ出しても、光を取り入れるレンズと、それを受けるセンサーを残す最小構成を目指した。^{7インタビュー ITmediaNEX開発者に聞く前編：レンズと板・Eマウント設計}

約44.5mmのフランジバックを持つAマウントでは目標の携帯性を得られず、早い段階から新マウントを選んだ。Eマウントは完全電子化し、レンズ内補正、リニアモーターによるAF、連続して動く絞りなど、動画にも向く機構を考慮した。短いフランジバックではセンサーへ斜めに入る光への配慮も必要となり、レンズとセンサーを自社で設計して組み合わせを最適化したと開発者は説明している。^{7インタビュー ITmediaNEX開発者に聞く前編：レンズと板・Eマウント設計}

液晶は初期デザインでは固定式だった。メカ設計者が目標の大きさを犠牲にせず可動化できると提案し、チルト機構を実現した。一方、操作はレンズ交換式を使ったことのない人へ強く寄せ、画面上の解説を重視した。サイバーショットの操作系をそのまま移すのではなく、新しい利用者に向けて作る判断だった。^{5インタビュー デジカメ WatchソニーNEXのEマウント戦略：手代木英彦氏インタビュー}

Photography Blogの発売初期のレビューと、後年の投稿を含む価格.com集計には、携帯性やチルト液晶が評価される一方、設定へ素早くアクセスする操作が難しいという傾向が共通する。NEX-5Kズームレンズキットの2026年10月1日時点の集計では、携帯性4.44、液晶4.46に対し操作性は3.35だった。集計対象28件、総投稿29件で、満足度は5点満点中4.35となっている。^{8レビュー 価格.comα NEX-5K ズームレンズキット レビュー評価・評判}

操作系には発売後の変更もある。DPReviewの現存レビューはファームウェアv3を反映し、PASMではソフトキーにISOなどを割り当てられるようになったことを記録している。初期の操作を扱った評価と、更新後の操作を扱った評価では、使える設定が異なる。^{9レビュー DPReviewSony NEX-3 / NEX-5 Review（ファームウェアv3反映版）}