Équipée d'un capteur Micro 4/3, la plage dynamique de la Zenmuse X5S est de 12,8 diaphragmes et la sensibilité des couleurs et du rapport signal bruit est bien plus élevée que celle de la X5R. Elle est compatible avec huit objectifs standards M4/3 (dont des zooms) avec des distances focales allant de 9 mm à 45 mm (équivalentes à 18 - 90 mm sur une caméra 35 mm) pour plus de flexibilité dans la création. Le nouveau système de traitement d'image de l'Inspire 2, CineCore 2.0, donne la capacité à la Zenmuse X5S de filmer en 5,2K 30 ips CinemaDNG et Apple ProRes, en 4K 60 ips H.264 et 4K 30 ips H.265 (les deux à 100 Mb/s). Le mode rafale continue DNG à une cadence de 20 ips avec des images de 20,8 MP. La Zenmuse X5S a été conçue pour tenir le rythme imposé par les conditions de travail des professionnels de l'imagerie aérienne.