X-T2 được trang bị cảm biến biến hình ảnh X-TransTM CMOS III APS-C độ phân giải 24,3 megapixel. Cảm biến mới được thiết kế với cấu trúc mảng điểm ảnh ngẫu nhiên cao, làm giảm hiệu ứng vân sóng và sắc sai, nên không cần đến bộ lọc chống răng cưa. Kết hợp với công nghệ xử lý hình ảnh của bộ vi xử lý X-Processor Pro, X-T2 cho chất lượng hình ảnh cao hơn và còn hỗ trợ chức năng quay phim 4K.

Thân máy được làm bằng hợp kim magiê và được niêm phong tại 63 vị trí giúp cho máy ảnh có khả năng kháng bụi và hơi nước, cùng với khả năng hoạt động ở nhiệt độ xuống thấp đến -10°C.

Khung ngắm điện tử máy ảnh X-T2 có độ phân giải 2,36 triệu điểm ảnh, tỷ lệ phóng đại 0,77x và thời gian trễ màn hình khoảng 0,005 giây với độ sáng tối đa cao gấp đôi so với thế hệ trước đồng thời có thêm tính năng tự động điều chỉnh độ sáng để dễ dàng nhìn thấy ngay cả trong điều kiện ngược sáng mạnh. Màn hình cũng được cải thiện về độ phân giải ở chế độ Live View giúp loại bỏ hiện tượng vân sóng hoặc sắc sai, cho phép lấy nét chính xác hơn.

X-T2 có 2 khe cắm thẻ nhớ SD, hỗ trợ chuẩn thẻ UHS-2 có tốc độ ghi nhanh hơn. Hai khe có thể được thiết lập để ghi tuần tự hay lưu dự phòng theo định dạng RAW/JPG ghi ảnh RAW trong khe một và ảnh JPEG trong khe thứ hai, cũng như chỉ định khe nhớ để lưu video.

Các vòng xoay giúp điều khiển hầu hết các cài đặt cơ bản trên máy ảnh, bao gồm vòng chỉnh tốc độ màn trập, độ nhạy sáng ISO, mức bù trừ sáng, chế độ bấm máy và chế độ đo sáng. Các cài đặt có thể thực hiện nhanh ngay cả khi máy ảnh tắt nguồn. Để hạn chế những thao tác lỗi, các vòng xoay tốc độ màn trập và độ nhạy ISO được trang bị một nút xả khoá và được thiết kế cao hơn để cải thiện khả năng hoạt động so với X-T1.

Màn hình LCD phía sau có kích thước 3 inch độ phân giải 1,62 triệu điểm ảnh cho phép điều chỉnh nghiêng theo ba hướng. Đây là máy ảnh đầu tiên của Fujifilm hỗ trợ màn hình dạng này. Số điểm lấy nét tự động được mở rộng đáng kể từ 49 điểm trong XT-1 lên thành 91 điểm và hỗ trợ tối đa đến 325 điểm. Bao phủ khoảng 40% diện tích khung hình trong đó khu vực trung tâm có 49 điểm lấy nét.

Fujifilm cũng bán kèm một grip VPB-XT2 dành riêng cho X-T2, tay cầm này có khả năng chống bụi và nước giống như X-T2. VPB-XT2 chứa hai pin, nâng tổng số của pin trong máy thành ba, bao gồm một pin nằm trong máy ảnh nên có thể tăng số lượng chụp ảnh tối đa xấp xỉ 1.000 ảnh. Đồng thời khi sử dụng VPB-XT2, người dùng có thêm chế độ Boost Mode giúp giảm thời gian giữa hai lần chụp và thời gian trễ nút bấm máy, cũng như cho phép mở rộng thơi gian quay phim 4K lên đến 30 phút. Tay cầm cũng được tích hợp các nút bấm như nút chụp, cần điều hướng, nút AE-L, AF-L nút, vòng lệnh, nút Q và nút Fn để tăng khả năng hoạt động, giúp thao tác ở tư thế dọc dễ dàng như khi cầm máy ngang.