X-H2S dispune de un senzor BSI Stacked X-Trans 5 de 26,1 MP cu format APS-C, care crește vitezele de citire și îmbunătățește performanța în condiții de lumină scăzută comparativ cu generațiile anterioare. În primul rând, fiind un senzor X-Trans, utilizează matricea unică de filtre de culoare care contribuie la redarea mai naturală a culorilor. În plus, ajută la reducerea zgomotului și îmbunătățirea tonalității și clarității. De asemenea, reduce semnificativ distorsiunile de mișcare pentru o performanță mai bună în fotografierea și filmarea de mare viteză.

Este posibil să înregistrați 10-bit 4:2:2 în DCI/UHD 4K până la 120p și Full HD până la 240p, precum și o setare 3:2 6.2K. De asemenea, sunt suportate o varietate de codecuri, inclusiv H.265 și trei niveluri de ProRes: bitrate-ul ridicat 422 HQ, standardul 422 și mai comprimatul 422 LT. Înregistrarea continuă este, de asemenea, posibilă pentru până la 90 de minute în toate ratele de cadre și rezoluțiile.

Stabilizarea imaginii cu deplasare a senzorului pe 5 axe încorporată ajută la minimizarea apariției tremurului camerei cu până la 7 stopuri. Acest sistem funcționează în combinație cu majoritatea obiectivelor din seria X, inclusiv cele nestabilizate, și beneficiază de utilizarea unor viteze mai mici ale obturatorului și de fotografierea în condiții de iluminare dificile. În plus, stabilizarea digitală a imaginii poate fi utilizată și în timpul înregistrării video pentru a ajuta și mai mult la stabilizarea videoclipului, în special atunci când se filmează din mână.