富士XE1采用一枚1630万有效像素的APS-C规格X-Trans CMOS传感器，感光度扩展可至ISO100-25600，具有富士特有的彩色滤镜阵列，并因为给特性取消了摩尔纹的光学低通滤镜，从而达到更高的成像质量。