索尼全画幅微单A7M3内置了2420万像素Exmor R CMOS背照式影像传感器，结合新的前端LSI，使影像传感器读取速度提高2倍;改进的BIONZ X影像处理器使图像处理速度提高1.8倍，让A7M3拥有出色的影像画质。ISO100-51200(静态图像可扩展至ISO50-204800)的感光度范围，使图像整体质量提升1.5倍。并且在低感光度设置下可实现15级的宽广动态范围/宽容度，即使在静音拍摄或连续拍摄时，也可输出14 Bit的RAW原始格式。配备新的5轴防抖系统，最高可补偿约5级的快门速度

相比前代产品，索尼全画幅微单A7M3的自动对焦性能也有了飞跃性的提升。新增的4D对焦系统，693个相位检测+425个对比度检测对焦点，覆盖范围达到了93%。在弱光环境的对焦速度，跟踪对焦速度达到A7M2的2倍。眼控(眼部)对焦支持AF-C模式同时适用于采用LA-EA3卡口适配器转接后的索尼A卡口镜头。对焦灵活性也有所提升，包括自动对焦模式下的对焦放大、AF-ON按钮、多功能摇杆、灵活的触摸对焦功能等。

连拍速度方面，索尼全画幅微单A7M3可在2420万有效像素下实现最高约10张/秒的连拍，精准的AF/AE可连续跟踪拍摄多达177张JPEG、89张压缩RAW格式或40张未压缩的RAW格式照片。机械快门和静音快门均可应用于10 张/秒的高速连拍模式;而在8 张/秒的实时取景拍摄模式下，取景器或液晶屏幕也不会出现明显滞后。同时在高速连拍时大量图像被写入存储卡期间，依旧可操作相机的关键功能。包括进入Fn(功能)和MENU(菜单)按钮，图像回放和其它几个菜单包括照片评分功能等以方便用户对照片进行管理。在荧光灯或人造光源下进行拍摄，用户可开启防闪烁功能，大幅降低采用高速快门拍摄时画面顶部和底部出现的颜色和曝光异常。

其它方面，索尼全画幅微单A7M3也有不小的改进。机身采用了防尘防滴设计，配备了双媒体卡槽，其中一个可支持UHS-II高速SD卡，用户可分别单独储存JPEG与RAW，或分别存储照片和视频。得益于新的NP-FZ100电池容量提升，使A7M3拥有高达710张的拍摄续航。约230万像素XGA OLED Tru-Finder电子取景器，再现逼真细节。电子取景器和液晶显示屏均可设置“标准”或“高级”的显示质量。它可通过Wi-Fi向智能手机、平板电脑、笔记本电脑和FTP服务器传输文件。高速Type-C USB 3.1接口既可充电也能连接其它配件，当和电脑连接时还能进行高速的数据传输。