Le GFX50S II est équipé d'un capteur d'image grand format de 51,4 mégapixels. Il est environ 1,7 fois plus grand qu'un capteur 35 mm ("plein format") et se caractérise par une plage dynamique élevée et un excellent rapport signal/bruit. Associé au puissant processeur X 4, il permet d'obtenir une qualité d'image brillante. Les prises de vue se distinguent par une reproduction riche des valeurs tonales, un faible bruit d'image ainsi que des ombres et des lumières bien définies. En combinaison avec un objectif de la série GF, on obtient une haute résolution constante sur toute la surface de l'image et un effet d'image presque tridimensionnel. Les prises de vue se distinguent par un haut niveau de détail et une impression de couleur naturelle, sans fausses couleurs. Le GFX50S II est donc l'appareil idéal pour le travail de documentation dans les musées et les archives, ainsi que pour d'autres applications photographiques qui exigent un maximum de couleurs et de détails. Le GFX50S II ne pèse que 900 grammes et est particulièrement adapté à une utilisation sans trépied. L'appareil photo, qui n'est pas plus grand qu'un modèle à capteur 35 mm, est doté d'un système avancé de stabilisation d'image à cinq axes (IBIS) qui empêche efficacement le flou de bougé et permet d'obtenir des images nettes jusqu'à 6,5 paliers EV avec des vitesses d'obturation plus élevées. Le système IBIS est particulièrement utile pour les prises de vue à main levée dans des conditions de faible luminosité, par exemple en intérieur et à la tombée de la nuit, ainsi que pour les prises de vue avec de longues focales de téléobjectif. Le boîtier robuste en magnésium est renforcé autour de la monture à baïonnette afin de garantir une stabilité optimale lors de l'utilisation d'objectifs plus grands et plus lourds. Il est protégé contre les projections d'eau et la poussière et peut être utilisé à des températures basses, jusqu'à moins 10 degrés Celsius. Sa maniabilité et sa robustesse permettent au nouveau GFX50S II d'être utilisé dans des domaines où les appareils photo moyen format traditionnels étaient jusqu'à présent peu ou pas utilisables.