SONY α9搭载了堆栈式CMOS，拥有2420万像素和五轴防抖，它拥有693个相位自动对焦点，能够覆盖约93%的屏幕范围，同时索尼APS-C旗舰上的4D对焦技术也集成到这全新的CMOS之上。同时搭配改进的BIONZ X处理器和前端LSI，α9还能够实现最高20张/秒的无黑屏高速连拍，实现每秒60次的自动对焦及自动曝光计算检测，可连续拍摄最多达约241张RAW或约362张JPEG照片。除此之外，SONY α9还可机内直录超采样4K 30P视频。α9原生感光度范围是100～51200，可扩展至50～204800，机械快门最高1/8000s，电子快门最高可到1/32000s。至于外观，SONY α9与目前的α7系列的外观类似，只是稍厚与重了（673g）一些，细节上，军舰部更窄，左侧多出一个对焦/连拍混合模式转盘，右侧还是传统的模式转盘与曝光补偿、C1C2自定义按键。背部的按键进行微调，摄录按键设计在EVF旁，新增对焦点拨杆，其他变化不大。EVF是为368万像素OLED材质（两倍于R2），并且自带T*镀膜加持，背部144万像素屏幕可翻折、可触控选择对焦点。扩展性上，SONY α9拥有双SD卡槽，但只其中一个支持UHS-II，机身左侧接口配置有LAN口、3.5mm耳机、话筒、Micro USB以及HDMI接口。另外，SONY α9也采用了全新的电池型NP-FZ100，容量是FW50的2.2倍，在CIPA标准下，使用EVF可拍摄480张，屏幕则是650张，除此之外，索尼还为α9设计了一个多电池适配器套件NPA-MQZ1K，最多可容纳4块NP-FZ100以提高α9的续航力。