De 40-megapixelsensor beschikt niet over een low pass filter, waardoor volgens de fabrikant maximale dynamiek verzekerd is.

De speciaal voor het middenformaat ontwikkelde Prime II-beeldchip moet zorgen voor de verwerking van de 40-megapixelfoto's. De camera beschikt verder over een 14-bits analoog/digitaal converter. De 'Dynamic Range Expansion'-functie moet het dynamisch bereik vergroten. De beeldprocessor kan chromatische abberatie en optische vervorming automatisch corrigeren. Het lcd beschikt over 920.000 beeldpunten.

Het iso-bereik loopt van 200 tot 1000, met iso 100 en iso 1600 in de 'extended' modus. Met een druk op de 'groene knop' kan de gebruiker snel schakelen van een willekeurige voorkeursstand naar de Manual- of Program-modus. Naast een stand voor sluitertijd- en diafragmavoorkeur beschikt de camera ook over een iso-voorkeursstand.

De Pentax 645D beschikt over 11 focuspunten, waarvan 9 kruislings gevoelig. De lichtmeting wordt verzorgd door een 77-segments meetsysteem dat rekening houdt met de afstand tot het onderwerp en de oriëntatie van de camera. De zoeker biedt een dekking van 98 procent. De sluiter kan tot 50.000 opnames aan en heeft een minimale sluitertijd van 1/4000 seconde.

De behuizing bestaat uit een lichtgewicht legering van magnesium en staal. Het display aan de bovenzijde is voorzien van gehard glas. Verder beschikt de camera over een systeem om trillingen zoals van de opklappende spiegel te voorkomen.

Twee geheugenkaartslots laten je tegelijktijdig gebruikmaken van SD- en SDHC-kaartjes. De lithium-ion-accu kan volledig opgeladen tot 800 opnames aan.

De Pentax 645D is voorlopig alleen in Japan te koop, voor omgerekend zo'n 7500 euro. Wanneer het systeem op de Nederlandse markt komt, is nog niet bekend.