Eマウントのレンズ交換式で、有効約1610万画素、23.5×15.6mmのAPS-C Exmor APS HD CMOSを搭載する。本体重量は約210g、電池とメモリーカードを含めて約269g。APS-Cの撮像素子をこの重量のボディに収める構成である。^{3公式 ソニーNEX-5N 主な仕様}

前モデルの有効1420万画素から1610万画素へ増やし、静止画の感度範囲はISO100～25600に対応した。最低側と最高側をそれぞれ1段拡張した更新で、画素数だけでなく選べる感度の幅も変わっている。^{2レビュー デジカメ WatchソニーNEX-5N 新製品レビュー}

モニターは3型92.16万ドットの上下チルト式で、静電容量式タッチパネルを採用した。画面の向きを変えて見ることに加えて、指で触れて操作する入口が加わる。測距点の移動、メニュー、再生の操作にタッチを使えるようになった。^{3公式 ソニーNEX-5N 主な仕様2レビュー デジカメ WatchソニーNEX-5N 新製品レビュー}

外付け電子ファインダーにも対応した。タッチ画面で操作する方法を導入する一方で、ファインダーをのぞいて撮影する選択肢も用意した。モニター側の操作へ一本化するのではなく、異なる構え方を同じ小型ボディで扱えるようにしている。^{2レビュー デジカメ WatchソニーNEX-5N 新製品レビュー}

シャッターには電子先幕を備える。連写は速度優先で最高約10コマ/秒、通常で最高約3コマ/秒となり、選ぶモードによって上限が異なる。応答性を重視する製品の中で、レリーズ時の動作と連続して記録する速度の双方を扱っていた。^{3公式 ソニーNEX-5N 主な仕様}

動画はAVCHD 2.0に準拠したフルHD 60pに対応した。静止画の感度や連写を更新するとともに、動画の記録にも新しい仕様を加えた。^{1公式 ソニー0.02秒レリーズタイムラグ NEX-5N発売}

ソニーが発表時に中心的に訴求した数値は、約0.02秒のレリーズタイムラグである。これはシャッター操作に対する応答性の説明であり、最高約10コマ/秒という連続撮影速度とは別の指標になる。撮り始めるときの応答と、続けて撮るときの速度を、それぞれの仕様として提示した。^{1公式 ソニー0.02秒レリーズタイムラグ NEX-5N発売}

タッチパネルは、画面上で測距点を動かす場面にも使える。メニューの項目を選ぶ操作だけでなく、撮影画面内のどこへピントを合わせるかを決める操作にも結び付けた。小型ボディでの設定を、物理的な操作部だけでなく表示画面でも受け持つ構成である。^{2レビュー デジカメ WatchソニーNEX-5N 新製品レビュー}

マニュアルフォーカスでは拡大表示とピーキングを用意した。AFの位置をタッチで選ぶ方法に加え、MFでピントを確認する機能も備えている。小型軽量という外形を維持しながら、画面への接し方やピントの確認手段を増やしたことが、NEX-5Nの操作上の更新だった。^{3公式 ソニーNEX-5N 主な仕様}