撮像素子にはスーパー35ミリフィルムのサイズに相当する大型単板CMOSセンサーを搭載し、フィルムカメラと同様に浅い被写界深度で撮影が可能です。また感度F11（ISO800）、SN比63dBの高感度・低ノイズにより、夕暮れ時など低照度環境下での撮影でも情感豊かに表現することができます。

映画用フィルムカメラにおいてデファクトスタンダードとなっている、PLレンズを使用することが可能。多彩なシネマ用レンズによる豊かな映像表現が可能です。また、PMW-F3Kには35／50／85mm T2.0の単焦点PLレンズ3本を付属。セットモデルとして価格を抑えることにより、ローバジェットの映画やCM、ドラマ、ミュージックビデオなど幅広い用途で、単焦点PLレンズを使用した撮影が可能です。

記録フォーマットや記録メディアは従来のXDCAM EXシリーズと共通。収録から完パケまで高い実績を持つXDCAM EXシリーズのワークフローで安定した運用が可能です。また、DVCAMフォーマット（DV-AVI type2形式）によるSD記録にも対応します。

スロー撮影やクイックモーション撮影を行うことができます。たとえば720/23.98p記録時にフレームレートを60フレームに設定すると1/2.5倍速のスロー映像の記録が可能です。

小型ボディ、かつ本体重量も約2.4kgと非常に軽量で、高い機動性を生かしたフットワークの良い撮影が可能です。また、約24Wの低消費電力により、バッテリー1本（BP-U60）で約170分（＊）の収録が可能です。

別売のオプション（CBK-RGB01）によりRGBおよびS-Log出力に対応。今後発売されるSRMASTER機器やHDCAM-SR機器との組み合わせによるハイエンド制作ワークフローにも対応します。対応機器との接続はHD-SDI 1.5G Dual-Linkと3G Single-Linkを切り換えることができます。

HD-SDIはもちろんのこと、HDMI端子を装備し家庭用カラーテレビによる簡易モニタリングも可能です。またGENLOCK入力を装備し、マルチカメラ収録に対応可能です。

高い実績と信頼性を持つSxSメモリーカードをメイン記録メディアに採用。1.2Gbps（＊）の高速データ転送が可能で、ノンリニア編集環境と高い親和性を持ちます。

・ピクチャープロファイル
マトリクス、カラーコレクション、ホワイト、ディテール、スキントーンディテール、ニー、ガンマ、マスターブラック、ブラックガンマ、ローキーサチューレーションなど、画作りのための豊富な設定項目を装備。設定値をピクチャープロファイルとして最大10パターンまで保存することができます。
・リモートコントロールユニット
8ピンリモート端子を装備し、別売のリモートコントロールユニットRM-B150やRM-B750を使用できます。
・NDフィルター
1/8（0.9）、1/64（1.8）のNDフィルターを内蔵しています。
・豊富なガンマカーブ
シネマ用4種類、ビデオ用6種類のガンマカーブを装備しています。
・多彩な機能
インターバルレック、フレームレック、スローシャッター、フリーズミックスなど多様な表現方法を可能にする機能を搭載しています。

・SxSメモリーカード“SxS-1” SBS-64G1A（64GB）／SBS-32G1A（32GB）
・SxSメモリーカード“SxS PRO” SBP-32（32GB）／SBP-16（16GB）
・プロフェッショナルハードディスクユニット PHU-120R*4
・モバイルストレージユニット　PXU-MS240