Srdcem fotoaparátu je stejná matice CPOM formátu APS-C. Sony A6000 používá 24megapixelový snímač formátu APS-C s jednou z největších velikostí ve své třídě se 179 snímači fázové detekce. Na nich jsou postavena první dvě ze čtyř měření proprietárního vývoje ostření - 4D ostření. Třetím rozměrem je vzdálenost k objektu, opět díky fázovému autofokusu je zaostření dosaženo rychle. Čtvrtou dimenzí, stejně jako ve skutečném světě, je čas. Kamera má prediktivní sledování pohybujícího se objektu.
I kdyby na okamžik zmizel z dohledu, kamera ho stejně povede v ostrosti. To platí zejména pro kontinuální fotografování. A technologie detekce obličeje má přednost před manuálním ostřením u portrétů. Záznam videa je možný ve Full HD 60/50 snímků za sekundu s automatickým ostřením a zapnutou stabilizací obrazu.Fotoaparát má elektronický hledáček vyrobený technologií OLED s rozlišením 1,44 megapixelu. Obrazovka není dotyková s rozlišením 921 600 pixelů, ovládání je tedy pouze tlačítkové.
Jako u většiny bezzrcadlovek je pro připojení objektivu použit bajonet E. Specifikace je otevřená, takže se pro tento přístroj hodí nejen značkové objektivy, ale i od výrobců třetích stran. Také pomocí adaptérů můžete připojit výměnné objektivy ze zrcadlovek. Pro připojení externích zařízení je kamera vybavena „botičkou“ a můžete na ni pověsit víc než jen blesk.