W konstrukcji zastosowano najnowocześniejsze technologie optyczne, z soczewkami XA (eXtreme Aspherical) na czele. Soczewki XA wytwarzane są przy zastosowaniu najnowocześniejszej technologii szlifowania szkła z dokładnością do 0,01 mikrometra. To wielkość 1000-krotnie mniejsza od grubości ludzkiego włosa! Dzięki tak precyzyjnemu szlifowaniu, w krążkach nieostrości nie pojawiają się koncentryczne kręgi, umożliwiając uzyskiwanie wyjątkowo miękkiego efektu rozmycia (bokeh). Obiektyw 12-24/2,8 posiada aż trzy soczewki XA, w tym przednią – największą jaką zastosowano w obiektywach Sony.

Oprócz tego, obiektyw posiada 3 soczewki ze szkła ED o niskiej o dyspersji oraz 2 soczewki ze szkła Super ED, odpowiedzialne za ograniczanie aberracji chromatycznej. Pierwsza soczewka w obiektywie jest tak silnie wygięta od strony wewnętrznej, że powstała konieczność opracowania nowej technologii nanoszenia powłok przeciwodblaskowych, Nano AR II. Dzięki niej, wewnętrzne odbicia i odblaski zostały zredukowane do minimum.

Obiektyw FE 12-24/2,8 GM to nie tylko zaawansowana konstrukcja optyczna, zapewniająca najwyższą jakość obrazu, ale również bardzo sprawne narzędzie fotograficzne. Ustawianiem ostrości zajmują się aż 4 silniki liniowe XD – najszybsze i najcichsze silniki stosowane w obiektywach Sony. Dzięki nim, możliwe jest nie tylko sprawne działanie systemu autofokus przy szybkości zdjęć 20 klatek na sekundę, ale także niezwykle istotna, bezgłośna praca podczas filmowania.  Niezawodność obiektywu zapewniają liczne uszczelnienia przed kurzem i wilgocią oraz fluorytowe pokrycie przedniej soczewki, chroniące przed kroplami wody, cząstkami kurzu i odciskami palców.

Najnowsza konstrukcja optyczna Sony ma najszerszy na świecie kąt widzenia wśród obiektywów zmiennoogniskowych o stałym świetle F2,8*.

*[ii] W porównaniu z wymiennymi obiektywami zmiennoogniskowymi o stałej przysłonie F2.8. przeznaczonymi do aparatów cyfrowych z pełnoklatkowym przetwornikiem obrazu (35 mm). Stan na lipiec 2020 r., badanie Sony.