Fujifilm GFX 100 har en helt ny bildesensor som er 70% større enn en småbildesensor, på 102 megapixel med bakgrunnsbelyst struktur. Kameraet blir dermed verdens første speilløse mellomformatkamera til å bruke en bakgrunnsbelyst sensor med bildestabilisering. Dette bidrar til høyere bildekvalitet og forbedret ytelse under dårlige lysforhold. Sammen med X-Processor 4 og kameraets 3.76 millioner fasedetekterende pixler kan hele sensoverflaten dekkes med fasedetektering av autofokus. Autofokusens hastighet har nå blitt dobbelt så rask, sammenlignet med GFX 50S og GFX 50R, og også autofokus for sporing av motiv i bevegelse er betydelig forbedret.   Mye av denne teknologi er hentet fra generasjon fire i X-Serien (X-T3 & X-T30), hvor de samme algoritmer for ansiktssporing og øyne i følgende fokus nå også er å finne i GFX 100.   Kombinasjonen av den nye bakgrunnsbelyste sensoren på 102 megapixel og kraften fra X-Processor 4 gjør det mulig å fotografera i 16-biters RAW-format. Detta betyr a