索尼A7M3内置的2420万像素Exmor R CMOS背照式影像传感器实现卓越画质表现，结合新的前端LSI，使影像传感器读取速度提高约2倍；改进的BIONZ X影像处理器使图像处理速度提高约1.8倍（对比α7 II）。此外，这台相机标准ISO达到了ISO100-51200（静态图像可扩展至 ISO 50-204800）的感光度，图像整体质量提升约1.5倍，能在非常明亮环境下保持丰富的色调层次，而在光照恶劣环境下呈现纯净画面并有效降低噪点。机械快门最高至1/8000s，拥有静音快门，支持防闪烁（与R3相同）。无论是机械还是电子快门最高均支持10fps连拍，可持续177张JPEG和40张未压缩RAW。视频上，A7M3可直录4K 30p视频，并支持6K全画幅超采样，同时还可摄录1080p 120fps慢动作视频。

　　此外，5轴防抖光学图像稳定单元和高精度陀螺仪传感器为全画幅影像带来5.0级快门速度的优势。相机抖动在5个轴上得到有效补偿。索尼α7M3支持14比特RAW格式，适合需要宽广动态范围和精细渐变再现的应用，有利于提升静态图像的质量。使用电子快门或连拍时也可以使用14比特RAW输出。索尼α7M3所搭载的4D对焦有693个相位检测搭配425个对比度检测对焦点，覆盖范围达到了约93%。在弱光环境的对焦速度，跟踪对焦速度达到α7M2的约2倍。