Pentax KP posiada kompaktowe body, na którym można znaleźć m.in. trzy pokrętła funkcyjne, w tym jedno umieszczone pionowo w przedniej części korpusu. Body zostało wykonane z metalu, a dzięki 67 wbudowanym uszczelkom aparat jest odporny na pył, zachlapania oraz mróz do -10 °C.
Aparat wyposażono w matrycę APS-C CMOS z rozdzielczością ponad 24 efektywnych megapikseli i nową generację procesora Prime IV. Pentax KP pozwala na wykonywanie zdjęć w czułości do ISO 819200. Wyposażono go też w 5-osiowy system stabilizacji obrazu SRII (Shake Reduction II), który kompensuje drgania na poziomie 5 kroków wartości ekspozycji. Także podczas wykonywania zdjęć panoramicznych system wykrywa automatycznie położenie aparatu i kontroluje drgania powstałe podczas ujęć.
System Pixel Shift Resolution to nowa technologia Pentax bazującą na przesunięciu sensora. W porównaniu do klasycznej metody Bayera, rozwiązanie to pozwala na uzyskanie pełnej informacji RGB dla każdego piksela. System wyposażono również w funkcję korekcji ruchu, która podczas zdjęć seryjnych automatycznie wykrywa poruszający się obiekt, a podczas przetwarzania obrazu minimalizuje efekt poruszenia.
Pentax KP pozwala na wymianę gripu, dzięki czemu użytkownik może dostosować aparat do swojego stylu fotografowania lub używanego obiektywu. Oprócz standardowego rozmiaru S, producent oferuje do wyboru dwa uchwyty zamienne o rozmiarach M oraz L. Migawka w modelu KP łączy w sobie mechanizm migawki mechanicznej (z maksymalną prędkością 1/6000) z migawką elektroniczną, która zapewnia prędkość do 1/24000 sekundy, redukując szumy i wibrację. Aparat pozwala na robienia zdjęć w trybie seryjnym z prędkością 7 klatek na sekundę.
W kompaktowym body aparatu umieszczono również optyczny wizjer zapewniający niemal 100-proc. pokrycie kadru i powiększenie ok. 0,95x. Pentax KP wyposażono też w moduł AF SAFOX 11. 27 punktów AF zostało rozmieszczone w taki sposób, by pokryć całe pole obrazowania (25 punktów krzyżowych zostało umieszczonych w centrum kadru).
Pentax KP został wyposażony w dwie nowe funkcje bracketingu, które pozwalają uchwycić tę samą scenę lub przedmiot w trzech różnych obrazach tylko po jednym naciśnięciu spustu migawki. Model oferuje funkcję bracketingu głębi ostrości, która wykonuje trzy ujęcia z automatycznym podniesieniem lub obniżeniem wartości przysłony, dla optymalnego ujęcia głębi ostrości fotografowanej sceny. Druga funkcja to bracketing ruchu, pozwalający na wykonanie trzech ujęć z automatycznym podniesieniem lub obniżeniem kroków wyzwolenia migawki, dla optymalnego ujęcia ruchu obiektu.
Pentax KP pozwala na nagrywanie filmów Full HD (1920 x 1080 pikseli; 60i/30p) w formacie H.264. Aparat wyposażono w gniazdo na zewnętrzny mikrofon i słuchawki. Użytkownik może korzystać z funkcji redukcji szumu wiatru, ręcznych ustawień poziomu nagrywania dźwięku oraz monitorować jego natężenie.
Z kolei 3-calowy, wykonany z hartowanego szkła ekran LCD w modelu KP wyświetla obraz o rozdzielczości 921 tys. punktów. Dzięki funkcji air-gapless, która redukuje odbicia wewnętrzne i rozproszenie światła, użytkownik może korzystać z ekranu także podczas fotografowania w słoneczny dzień.
