α9 內建全球首款1 2,420 萬有效像素 的全片幅堆疊式 Exmor RS™ CMOS 感光元件，結合優化設計的 BIONZ X™ 處理器及前端大型積體電路 (LSI)，能擴展儲存空間的緩衝，帶來強勁的的數據處理效能，讓攝影師能以最快 20fps3的速度在自動追焦 / 自動曝光 (AF/AE) 下拍攝高達 362 張 JPEG 或 241 張 RAW 相片，締造刷新紀錄的連拍速度。感光元件具有寬廣的高 ISO 範圍(100-51200)，不僅可因應拍攝情況擴展為 50 - 204800 ，搭配高效能處理器，於較高感光範圍拍攝時，也能有效將雜訊減至最低，α9 亦支援 14位元 RAW 檔案格式，能充份利用感光元件的寬廣動態範圍之優勢，讓影像創作更不受限。
α9 內建先進的五軸光學影像穩定系統提供相等於 5.0 級 相機震動補償效果，於光線欠佳的情況下可將感光元件的效能全面發揮，且可半按快門即時在相機的 LCD 顯示螢幕或電子觀景窗上預覽防震效果，準確地檢查對焦設定及構圖。 為符合各種專業使用需求， α9 機身設置了有線 LAN 連接端子，可將拍攝所得的影像高速傳送至特定 FTP 伺服器，提供專業新聞攝影以及運動攝影師更便利快速的傳輸功能；此外，機身還設有閃光燈同步端子，方便使用者將相機連接至外接閃光燈系統進行同步作業。
Sony 聆聽廣大專業攝影師的意見回饋，α9 相機採用全新研發之 Sony Z 電池 (NP-FZ100)，相等於 Sony 其他全片幅相機所使用電池 2.2 倍的電量，讓拍攝更無後顧之憂；同時增設支援UHS-II記憶卡 的雙媒體插槽，使用者能選擇將資料同時存入兩張記憶卡內，或選擇分別儲存 RAW/JPEG 及影像/影片；拍攝動態影片時，同樣支援將資料同時存入兩張記憶卡內，方便備份並更有效管理檔案。
Sony α9 出色的動態影像畫質表現，亦與其卓越的速度效能並駕齊驅，內建完整像素讀取 4K 影像(XAVC S 格式 )錄影功能，無像素合併將全片幅感光元件的效能發揮得淋漓盡致，所攝錄的 4K 影像具有更高清晰度(亦適用於常用的 Super 35mm 格式)。此外，α9 能以每秒 120 張拍攝高達 100 Mbps 的Full HD 影片，並透過後製創作出 4 倍或 5 倍的慢動作畫面。