具体规格方面，奥林巴斯E-520采用了同前代机型一样的4/3型1000万像素Live MOS传感器，不过影像处理器则提升到与E-3一样的TruePic III，因此在画质表现上更接近准专业的E-3数码单反。另外，得益于全新的处理核心，E-520在LCD取景模式下的AF性能也大幅提高，不但可以支持和小DC一样的对比检测对焦（目前支持的镜头包括：ZUIKO DIGITAL ED 14-42mm F3.5-5.6、ZUIKO DIGITAL 25mm F2.8、ZUIKO DIGITAL ED 40-150mm F4-5.6、D Vario-Elmar 14-50mm F3.8-5.6 ASPH. MEGA O.I.S.、D Vario-Elmar 14－150mm F3.5-5.6 ASPH. MEGA O.I.S.、D Summilux 25mm F1.4 ASPH.），而且还具有面部识别功能，最多可以识别8张人物面部。

    在强化了LCD取景模式的同时，E-520的屏幕尺寸也提高到了2.7英寸，而其显示精度依然是23万像素，表面具有防反射涂层，并且各个方向的可视角度均达到了176度。得益于处理性能的提高，该机的连拍速度也达到了3.5fps，而且据奥林巴斯表示，E-520还拥有了近似于E-3的C-AF（连续追踪自动对焦）性能。

    E-520的最高感光度依然只有ISO1600，光学取景系统和E-510完全一样（视野率95%、放大倍率0.92X），而对焦系统也还是奥林巴斯传统的3点AF。另外，E-520和E-510一样采用CF、xD双存储方式，体积也和前代完全一样（136×68×91.5mm），只是E-520比E-510略微重了5g（475）。而在电力系统上，E-520还是采用和E-510一样的BLM-1型锂离子电池，但由于处理系统的改善，其在满电量情况下的拍摄张数达到了650张（CIPA标准）。