高画质图像再现
最新研发的CMOS摄像元件：
K20D采用了最新研发的CMOS摄像元件（23.4 mm x 15.6 mm）。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，与传统摄像元件相比，进深仅约60%。由于摄像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摄像元件，外加上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摄像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 。
宾得独创的SR（防抖）机构确保了更高的可靠性
K20D配有宾得研发的SR（防抖）机构，可以有效地减少相机抖动，即使在严苛的拍摄条件下（例如使用望远镜头时、在不使用附属闪光灯照明的情况下，在光线暗淡的条件或夜晚拍摄时，或是使用长时间曝光拍摄日落场景时）也能拍摄出清晰、不模糊的图像。该创新机构提供了卓越的补偿效果，相当于2.5到4级的快门速度。此外，更轻的摄像单元及精致的数据控制运算实现了更高的图像稳定性。由于不需要任何特殊的防抖镜头，几乎所有现有的宾得可更换镜头都从这个性能卓越的扩展的防抖功能中获益。*
* 与该机构兼容的镜头有：PENTAX K-、KA、KAF-与 KAF2-卡口镜头、螺口头镜头（带转接器）及 645-和67-系统镜头（带转接器）。在使用某些镜头时，一些功能可能无法使用。
最新的实时取景功能
K20D采用了最新的实时取景功能，允许用户于拍摄期间在相机后面板的液晶显示屏上观看图像。摄影师在进行特殊应用（如低角度或高角度构图时）必须将他或她的视线从取景器上移开时，这个功能非常便捷。该功能也允许用户在拍摄期间在监视屏上确认防抖效果。
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。
配有预防、移除及确认装置的全面防尘系统
K20D配有人性化的除尘（DR）系统可以防止灰尘粘附在CMOS摄像元件（或低通滤镜）的表面。通过氟化合物的气相沉积将宾得独创的SP（Super Protect）涂层应用到CMOS表面，这样可以有效地将灰尘和污点从CMOS表面清除。在下一步中，当SR系统以高速移动摄像元件时，所有仍然留在摄像元件表面的灰尘都将被抖落。最后，所有从摄像元件上抖落的灰尘都将掉落到位于SR单元下面的一张粘纸上，这样就消除了灰尘重新回到摄像元件表面的可能。该已升级的DR系统甚至提供了最新的灰尘警告功能，允许用户预先确认摄像元件的灰尘粘附状况。
自定义图像功能可以对特定的图像进行轻松的创造
K20D采用了新型的自定义图像功能允许用户在六个模式中选择一个模式，并调整图片的处理方式至他们想要的状态。允许微调色调、饱和度、对比度及锐度，这个功能使得用户能拍摄他们想要的图片。通过记录之前的图像及检查效果，用户可以轻松的操作选择及调整过程。
多用途曝光系统，忠实再现拍摄者的创造意图
超程序功能：
K20D的超程序功能，用户只需轻轻按动位于快门释放按钮旁边的绿色按钮，即可从程序AE模式立即切换到快门或光圈优先AE模式。
超手动功能：
在手动模式下进行拍摄时，只需轻按绿色按钮可以让使用者立刻为拍摄对象设定适当的曝光值。
感光度优先模式：
K20D采用独特的感光度优先（Sv）模式，是为用户选择感光度自动选择光圈与快门速度的最佳组合而设计的。感光度能通过转动电子拨盘以1/2或1/3级差改变设定。
快门/光圈优先模式：
充分利用数码相机能在任何时候改变其感光度的独特的优势，快门/光圈优先（TAv）模式可以为用户自动选择在一组快门速度/光圈组合时的最佳感光度，方便用户尝试多种拍摄。
明亮、清晰的取景器
配备了五棱镜取景器，K20D的取景器可视率约95%放大倍率约0.95倍，可以更容易的观看拍摄对象及更轻松的确认对焦与构图。与广受称赞的自然-光亮-磨砂II（Natural-Bright-Matte II）对焦屏结合使用，可提供明亮的大尺寸图像。
防尘防水构造
K20D拥有值得信赖的防尘防水构造，在相机机身的74个不同零部件（包括快门释放按钮与所有的开关、转杆及转盘）都是经过特殊封装处理的。因此其机身性能非常可靠，所以即使在雨中或多尘的环境中，也可以无忧无虑的使用K20D。
以约3帧/秒的速度连续拍摄
捕捉活动拍摄对象或拍摄对象一系列表情，K20D提供了连拍模式允许拍摄者以最大约3帧/秒的速度连续拍摄最多达38张图像（以JPEG记录格式）。当切换到新型高速高级模式，用户能以每秒约21张图像的速度拍摄最高大115张左右的图像。**
** 在高速连拍模式下，图像尺寸固定为1.6M像素。
2.7英寸广角大型液晶显示屏
K20D配备了2.7英寸彩色液晶显示屏与230,000点的后面板。液晶显示屏的广角设计允许摄影师以160度左右的角度垂直或水平查看显示屏上的影像。可轻松的从倾斜位置观看图像，更方便使用实时取景功能进行低角度拍摄与俯拍。
高精度11点宽区自动对焦
K20D尖端的SAFOX VIII自动对焦系统采用了11个测距点（九个传感器位于中间位置）。即使拍摄对象偏离中心位置，相机也能自动以高精度进行拍摄对象的对焦。如果拍摄对象对焦准确，对焦传感器点将自动在取景器内以红色叠加显示，以帮助您快速确认。
大功率可充电电池
K20D采用了新型大容量锂离子充电电池，当电池电量满充时，可以拍摄约740张图片，与传统的电池相比拍摄张数大约多了50%。通过省电设计实现了电池容量的迅猛增长。