最新研发的CMOS感光元件
K20D采用了最新研发的CMOS感光元件（23.4 x 15.6 mm）。它大幅度缩减了像素周边的电路面积，确保扩大感光部的面积，同时实现了薄型设计。与传统感光元件相比，进深仅约60%。由于感光元件能以极高精度探测斜入射的光，能使宾得可更换镜头发挥其最佳性能。它还能通过自动提升其自身感光度来让恼人的数字噪点保持最小化，允许感光度从ISO 100增加到最高级别的ISO 6400（通过自定义功能）。
1460万有效像素带来逼真、层次丰富的图像
K20D采用1460万有效像素的新型CMOS感光元件，外加高性能的成像引擎与宾得独创的图像处理技术可编程自然、逼真描述，确保可拍摄超精细、层次丰富的图像。此外，K20D配有新型自定义图像功能，可以使摄影师从六种处理方式中选择出一种容易的实现其有创造力的偏好。
高性能、高速PRIME成像引擎
K20D配置了宾得独创的PRIME（PENTAX Real Image Engine）作为其成像引擎。该引擎是为宾得数码单反相机设计的，通过有效控制CMOS感光元件传输的电子信号及其它摄像方面（包括白平衡）确保了真实色彩再现的色彩均衡、逼真的图像。该成像引擎还配备了DDR2内存芯片以确保高速图像处理和数据传输 。
扩展动态范围
K20D添加了动态范围扩展功能，允许用户在保持适当的对比度以避免在扩展动态范围（或层次再现范围）时出现洗白区域。有1EV左右的扩展效果，能确保漂亮及层次丰富的图像。
