La Sony RX10 II ha il design, l'impugnatura e le dimensioni di una piccola reflex digitale (pesa 813 grammi e misura 129 x 88 x 102 mm) e adotta un sensore retroilluminato CMOS Exmor R da 1 pollice con 20,2 megapixel (ereditato dalla recentissima tascabile RX100 II). Questo è affiancato da un nuovo processore BIONZ X con una velocità di elaborazione circa 3 volte superiore rispetto alle versioni precedenti, riduzione del rumore per singole aree e riduzione della diffrazione. La macchina ha uno zoom fisso Carl Zeiss Vario-Sonnar T* 24-200 mm (equivalente sul 35 mm) con apertura massima F2.8 luminosa costante su tutte le lunghezze focali. Altre compatte sul mercato offrono zoom altrettanto luminosi, ma la Sony RX10 ha un vantaggio non da poco sul piano della profondità di campo offerto dal sensore più grande.