有効約2430万画素、23.5×15.6mmのExmor APS HD CMOSを搭載し、Aマウントを採用する。ファインダーは0.5型、2359296ドットの有機ELで、視野率は100%。本体は約543g、電池と記録メディアを含めて約622gだった。^{2公式 ソニーα65 主な仕様}

AFは15点で、そのうち3点がクロスセンサーとなる。連続撮影優先AEでは最高毎秒10コマ、通常のHiでは毎秒8コマに対応する。背面には3型921600ドットの液晶を備え、2軸で動かせる構造を採った。ファインダー撮影と可動画面での撮影を選べる構成である。^{2公式 ソニーα65 主な仕様1公式 ソニーα77・α65 発表ニュースリリース}

ソニーは電子先幕と透過ミラーの組み合わせにより、約0.05秒のレリーズタイムラグを実現したと説明した。動画はAVCHD 2.0のフルHD記録に対応し、60p、60i、24pを選べる。静止画と動画では手ぶれ補正の方式が異なり、静止画はセンサーシフト式、動画は電子式を使う。^{1公式 ソニーα77・α65 発表ニュースリリース2公式 ソニーα65 主な仕様}

同時発表のα77は最高毎秒12コマ、19点AFのうち11点がクロス、3軸可動液晶という構成だった。α65ではそれぞれ毎秒10コマ、15点中3点のクロス、2軸可動となる。撮像と表示の基本技術を共有しながら、連写速度、AFの配置、画面の動かし方に差を設けた。^{1公式 ソニーα77・α65 発表ニュースリリース}

最高シャッター速度も、α77の1/8000秒に対しα65は1/4000秒である。α65は上位機の仕様をすべて揃えるのでなく、透過ミラーと有機ELファインダーを共通の基盤として、機構ごとに構成を変えたモデルだった。^{1公式 ソニーα77・α65 発表ニュースリリース}

固定透過ミラーは、撮影センサーとAFセンサーへ常に光を分ける。ミラーを上下させずに位相差AFを行うことが、この方式の特徴である。α65の高速連写や撮影動作は、こうした光の分配と、電子先幕を組み合わせた仕組みに支えられていた。^{1公式 ソニーα77・α65 発表ニュースリリース}

有機ELファインダーについて、ソニーは自発光による黒の表現と高速応答を訴求した。露出やぼけの設定を表示に反映し、拡大して確認することもできる。光学像を見る代わりに、撮影設定を反映した画像を確認するという、電子ファインダーの使い方を示している。^{1公式 ソニーα77・α65 発表ニュースリリース}

本体デザインはロゴ部分を頂点に、鋭い線から曲面へ広がる形とし、背面には親指の置き場を設けた。レンズキットにはDT18-55mmを用い、ダブルズームキットではDT55-200mmを加える。技術を共有する2機種のうち、α65はエントリー向けのレンズ構成で用意された。^{1公式 ソニーα77・α65 発表ニュースリリース}

発表翌日の2011年8月25日からは、ソニーストアで両機の先行展示を行う計画も示された。新しいファインダーや本体を発売前に体験できる場を設け、α77とα65を一緒に紹介する販売施策だった。^{1公式 ソニーα77・α65 発表ニュースリリース}