در طراحی دوربین عکاسی دیجیتال a5100 از ترکیبی از طراحی جمع و جور دو دوربین NEX-N3 و NEX-5T استفاده شده است. این دوربین دارای سنسور 24 مگاپیکسلی CMOS، پردازشگر Bionz X، تشخیص فاز بر روی تراشه با پوشش 92٪ فریم، قابلیت اتصال به وای ­فای و NFC است. a5100 دارای صفحه LCD چرخان با قابلیت چرخش 180 درجه به طرف بالا است. این دوربین علاوه بر قابلیت ضبط فیلم1080/60P‌، با پشتیبانی از XAVC S امکان ثبت بیت ریت ­های 50Mbps را هم دارد. همچنین می‌توان به صورت هم‌زمان دو فیلم یکی با رزولوشن 720 و فیلمی دیگر با رزولوشن بالاتر را ثبت نمود.در دوربین دیجیتال عکاسی a5100 از نظر فوکوس اتوماتیک هیبریدی پیشرفت قابل‌ملاحظه‌ای به چشم می‌خورد. تعداد نقاط تشخیص کنتراست نسبت به NEX-5T ثابت مانده اما تعداد نقاط تشخیص فاز از 99 به 179 افزایش‌یافته است. این تعداد نقطه‌ی اضافه‌شده امکان پوشش بیشتری از فضا را فراهم می‌کنند و درنتیجه امکان ردیابی سوژه‌ی در حالِ حرکت بهتر می‌شود.A5100 نسبت به a5000 قدمی رو جلوست به‌خصوص در ردیابی سوژه و فیلم‌برداری. سیستم فوکوس اتوماتیکی که در a6000 خودش را به اثبات رسانده بود در این مدل هم مشاهده می‌شود. A5100 هم مانند برادر بزرگش خروجی HDMI را پشتیبانی می‌کند. اصلی‌ترین تفاوت‌ها با a6000، شامل چشمی و سرعتبیشتر و فلاش­ قوی‌تر است.