Sekalipun bertengger di dalam pasar kamera mirrorless, namun Sony A7R II telah dilengkapi dengan sensor full-frame. Dengan adanya hal tersebut, maka kamera ini menjadi yang pertama di dunia, dilengkapi dengan sensor full-frame. Tidak sekadar sensor full-frame semata, dimana Sony pun telah membekalinya dengan teknologi backside illuminated atau BSI, dengan resolusi mencapai 42.4 megapiksel. Dengan demikian, kamera ini dapat disebut sebagai kamera mirrorless yang paling tangguh.

Tidak itu saja, dimana Sony A7R II juga mempunyai sensitivitas ISO mencapai 102400 dan telah menghilangkan low-pass filter seperti generasi pertama Sony A7R, sehingga membuat kamera ini mampu menghasilkan gambar yang lebih detail, tampak seperti aslinya. Kemudian, dibalik sensitivitas ISO dan sensor beresolusi yang besar, kamera ini pun mempunyai sistem autofocus yang bekerja 40% lebih cepat dibanding kamera lainnya, karena telah dilengkapi dengan 399 titik phase detection autofocus. Disamping AF system yang sangat mampuni, kamera mirrorless ini pun memiliki fitur continous shoot yang dapat dijalankan hingga speed 5 frame per second dan pada resolusi yang maksimum.