A Pentax változatlanul, vagy éppen csak finomítva vitte tovább az előd sikeréért felelős tulajdonságok jelentős részét a K20D-be. Ennek köszönhetően megmaradt a váz szinte minden külső jellegzetessége, annak időjárásállósága, az acél váz, és az erős, polykarbonát burkolat. A zárszerkezet változatlanul 100.000 exponálásra van tervezve, a tükörmechanika működése pedig valamivel csendesebb lett. Megmaradtak az egyedülálló Hyper Manual és Hyper Program, illetve a TAv és Sv üzemmódok is. Bár személyes beállítások terén, már a K10 is remekül szerepelt, a K20D ezt jócskán megtoldotta. Lehetőségünk van az élességállítás finomhangolására, a képmódok megváltoztatására, az eddiginél agresszívebb Jpeg élesítésre, és kisebb tömörítésre, a RAW gomb funkciójának meghatározására és még számos apró részlet beállítására, amelyeknek listája szinte végeláthatatlan. Új, és eddig egyedülálló tulajdonság a kijelző színezetének megváltoztathatósága is. Persze a K20D egyik legnagyobb meglepetése a benne található, Pentax és Samsung által közösen fejlesztetett, és az utóbbi által gyártott 15,1 (nettó 14,6) megapixeles CMOS lapka. Ez ISO 100 és 6400 között állítható érzékenységgel, nagyobb dinamikatartománnyal és élőképpel csábít. Az új érzékelő fényhasznosítása lényegesen jobb az elődökénél, így a jelentős felbontás-növekedés ellenére, a zajszint nem nőtt, sőt, magas érzékenységen kis mértékben csökkent. Az új lapka további előnye, annak kis súlya, ami megkönnyíti a képstabilizátor működését. Az eredmény természetesen nagyobb teljesítmény, és kisebb energiaigény.A képfeldolgozásért továbbra is a Pentax PRIME Engine processzor felel. Feladatát azonban az elődétől eltérő beállításokkal, és több testreszabható értékkel végzi. Ezek között új, a négy csillaggal jelölt Jpeg, ami az elődénél kevesebb veszteséggel tömörített képet kínál. Mivel a K10D fényképeit több tesztben is lágynak, vagy filmszerűnek ítélték, a Pentax egy további élesítés lehetőségét, a Finom Élességet is felkínálja. Ennek használatával persze óvatosnak kell lenni, hiszen a túlzott élesítés káros is lehet! A képeken feltűnő, nemkívánatos foltok és pontok ellen is komoly védelemmel bír a gép. Az érzékelő porosodása elleni első védvonal az új felületkezelés, ami csökkenti a por megtapadásának veszélyét. A második, az elődből is ismert, de annál erősebb rázás, ami ledobja az esetleg feltapadt port. A harmadik, lépésben a lerázott porszemeket az érzékelő alatt elhelyezett, ragadós felület várja, hogy azok a kép útjába többé ne kerülhessenek. Végezetül, ha mindez nem lenne elég, a gép külön programmal rendelkezik a szennyeződés feltérképezésére. Így könnyebben megtaláljuk, hogy hol is kell tisztogatnunk. Újdonság, hogy már gépen belül orvosolhatóak az esetleges pixelhibák tünetei. A Pixel Mapping funkció megkeresi, és megjegyzi a hibás képpontokat. A szükséges hibajavítás a Jpeg képekben automatikusan megtörténik. A K10D-hez hasonlóan itt is megválaszthatjuk a RAW file­formátumát, vagyis rögzíthetjük az érzékelőről kiolvasott, nyers képet PEF vagy Adobe DNG formátumban is.
A használat A K20D külseje alig különbözik az elődtől. A kártya és akkufoglalat ajtajának nyitója szélesebb lett, a nagyobb LCD miatt, pedig kissé jobbra tolódott néhány gomb. A baloldalon találunk egy csatlakozót stúdióvakuk számára. A gép cseppállósága miatt, ez egy csavaros kupakkal van lezárva. Ez sajnos roppant pici, rossz fogású, és kitekerve, nem igazán tudjuk eltenni a gépen sehová, így könnyen el is veszhet.  A váz ergonómiája változatlanul remek. Mind a két kéz jó fogást talál rajta. Minden irányból kidolgozott, átgondolt formával van dolgunk.
A bekapcsolás és a menü működése nem lett gyorsabb az elődnél, sőt, közvetlen összehasonlításban, egyes menüfunkciók elérésében még egy kis lassulást is felfedezhet az aki ezekre a dolgokra különösen odafigyel. A tényleges használat viszont néha gyorsabb, mint az elődnél, mivel a menü tartalma megváltozott. A praktikusabb lett elrendezés, a leggyakrabban használt funkciók kevesebb gombnyomással, gyorsabban elérhetővé váltak. Ha pedig az egyszerű kezelésről van szó, nagy segítség, hogy az új gép, már Magyar menüvel is rendelkezik!
A kezelhetőségről szólva, azt is meg kell említeni, hogy a K20D talán a legnagyobb mértékben a személyes igényekhez igazítható gép a piacon. Az első és hátsó tárcsa, és a különböző gombok funkciójának programozhatósága példásan személyre-szabhatóvá teszi a gépet. Az élőkép a K20D egyik sokat emlegetett tulajdonsága. A Pentax ezt a CMOS csökkentett felbontású kiolvasásával valósítja meg. Normál nézetben a kép jó minőségű, színeiben hűen tükrözi a végleges fotó színvilágát. Sajnos a gép ilyenkor autofókuszt nem kínál, így az automata élességállítás a tükör rövid lecsapásával történik. A másik lehetőség, a kézi beállítás, amihez igen erős nagyítást is használhatunk. Itt viszont hátránnyá válik a csökkentett felbontás. Természetesen, az elkészült képek felbontása és formátuma az élőképtől független.