Il cuore della fotocamera è racchiuso in uno scheletro metallico e rivestito da un guscio plastico antiurto rinforzato attraverso l'iniezione di fibre, questo aspetto legato alle 72 guarnizioni che riparano la macchina dalle infiltrazioni di polvere e acqua aumentano il valore aggiunto dell'apparecchio. Sotto la pelle della Pentax K20 lavora il processore Prime che consente di elaborare informazioni a 14 bit ed è in grado di gestire i 14,6 Mp effettivi di risoluzione.
La K20 non è un campione di velocità, infatti lo scatto continuo in modalità Hi consente di raggiungere il valore di 2,8 scatti al secondo. D'altra parte il buffer riesce a mantenere stabile questa velocità per 38 immagini Jpeg consecutive, oppure per 16 Raw. Chi ha la necessità di non perdere l'attimo cruciale, può fare riferimento alla modalità burst che consente di acquisire fino a 115 scatti a raffica alla velocità di 21 scatti al secondo. In questa modalità ogni immagine è ridotta alla risoluzione di 1,6 Mp.
L'elettronica di gestione ed il software in dotazione alla fotocamera lasciano largo spazio di personalizzazione e regolazione dei parametri, primo fra tutti la gestione del colore: a partire dal bilanciamento del bianco, passando per la calibrazione del monitor lcd, fino alla modifica in macchina della foto appena scattata. E' sempre il processore Prime che gioca un ruolo fondamentale nel contenimento del rumore, l'elaborazione interna a 14 bit consente infatti di recuperare maggior dettaglio senza incorrere in artefatti.
Il menù è molto lineare, quattro schede riassumono tutte le possibili impostazioni; ogni scheda presenta a schermo le voci relative all'ambito scelto (cattura, riproduzione, preferenze, impostazioni personalizzate) e le informazioni riassuntive scorrono orizzontalmente.
A sinistra la schermata riassuntiva raggiungibile con la pressione del tasto INFO, a destra la schermata di accesso rapido attivabile tramite pressione del tasto Fn.
In qualsiasi momento è possibile richiamare le impostazioni in uso tramite il tasto INFO mentre attraverso il pulsante Fn si accede alla modifica dei parametri di maggiore utilizzo quali sensibilità ISO, modalità di scatto, bilanciamento del bianco, preset ed impostazioni flash.