Die GH4 besitzt einen neu entwickelten 16 Megapixel starken Micro-Four-Thirds-Sensor. Auch der sehr schnelle Kontrast-Autofokus und die Verschlussgeschwindigkeit von 1/8.000 Sekunde helfen bei Sportaufnahmen. Gegenüber der GH3 wurde das ohnehin sehr schnelle AF-System noch einmal deutlich verbessert. Im AF-C-Modus (kontinuierliche Nachführung des Fokus) erreicht die Kamera sieben Bilder pro Sekunde, bei AF-S (Single AF) sind bis zu zwölf Bilder pro Sekunde sind realisierbar.
Das staub- und spritzwassergeschützte Gehäuse orientiert sich an Spiegelreflexkameras, doch die Kamera nutzt einen hochauflösenden OLED-Sucher mit 2,36 Millionen RGB-Bildpunkten und ein klappbares Display. Beide Monitoren unterstützen Foto- und Filmaufnahmen etwa durch eine Focus-Peaking-Funktion, Elemente in der aktuell eingestellten Schärfeebene durch farbige Konturen an den Kontrastlinien hervorhebt.
Überhapt setzt die GH4 bei Videoaufnahmen neue Maßstäbe sowohl für spiegellose Systemkameras als auch filmende DSLRs: Sie bietet maximal 4K-Auflösung, Aufzeichnung mit hohen Datenraten sowie bis zu 10-Bit-Farbaufzeichnung mit 4:2:2-Chroma-Sampleing prädestinieren sie für professionelle Film- und Fernsehproduktionen. Die höchstmögliche Qualität wird erreicht, wenn eine neue Erweiterungsbox mit der GH4 genutzt wird, die professionelle SDI-Videoausgänge und mehr bietet (siehe Abbildung).
Die Kamera bietet eine Vielzahl von Aufnahmemodi mit unterschiedlichen Bildfrequenzen, um sowohl PAL- oder NTSC-Fernsehstandards sowie Kinofilm-Modi mit 24 Bildern pro Sekunde zu unterstützen. In niedrigeren Aufnahmeauflösungen sind auch Zeitlupensequenzen mit 96 Bildern pro Sekunde möglich.
