Pentax 645D có kích thước cảm biến lớn hơn khoảng 1,7 lần so với cảm biến của các mẫu máy DSLR full-frame.
Chiếc camera cao cấp của Pentax sở hữu ảm biến CCD cỡ lớn 44 x 33 mm với độ phân giải 40 Megapixel, màn hình kích thước 3 inch 921.000 pixel.
Phiên bản 645D được trang bị bộ xử lý hình ảnh PRIME II với khả năng xử lý luồng dữ liệu dung lượng lớn và sử dụng giải thuật mới được tối ưu hóa riêng cho định dạng medium format này. Máy có khả năng xử lý các file ảnh, kể cả RAW lớn tới 50 MB một file trong khi vẫn đảm bảo tốc độ cũng như chất lượng màu sắc và độ tương phản động siêu cao.
645D có hai khe cắm thẻ SD/SDHC nhằm hỗ trợ lưu trữ tối đa với các khả năng lựa chọn như định dạng nào (RAW hay JPEG) sẽ được lưu vào thẻ nào hoặc thẻ này sẽ backup dữ liệu của thẻ kia.
Thân máy 645D được bán ở mức giá khoảng 9.400 USD, còn ống kính smc D FA 645 55mm f/2.8 SDM AW có giá khoảng 1.100 USD.
Pentax 645D có kiểu dáng khá hầm hố.
Thân máy lớn và dày hơn khá nhiều so với những chiếc DSLR full-frame hiện tại.
Màn hình phía sau kích thước 3 inch.
Màn hình phụ theo dõi thông số chụp.
Pin máy cũng được cải tiến mới mà theo hãng có thể chụp khoảng 800 kiểu mỗi lần xạc.
Sau 5 năm phát triển, phiên bản số của bản medium format 645 đã được Pentax chính thức ra mắt.