奥林巴斯E-M1的最大卖点，就是采用了DUAL FAST AF对焦系统，在感光元件嵌入具有37点对焦的相位差对焦芯片，当接上4/3系统镜头时(需要加接环)，相机就会以相位差对焦点运作，对焦点比起E-5的11点来得更多。奥林巴斯E-M1若换上了M4/3系统镜头，则会切换为81点对焦的FAST对焦系列(对比式侦测对焦)，而且以M4/3镜头使用连续对焦时，相机会同时启动相位与对比对焦，提高追焦能力和准确度，也让连拍速度提升至6.5fps(一般高速连拍为10fps)。
奥林巴斯E-M1是奥林巴斯第二款带有Wi-Fi功能的可换镜头相机，奥林巴斯E-M1E-M1可以通过Wi-Fi实现无线遥控拍摄、照片传输、地理位置输入等等实用功能。奥林巴斯E-M1不仅是E-M5后继机型，同时也是4/3系统单反E-5的继任者。奥林巴斯E-M1采用1628万像素Live MOS传感器，该传感器内置相位差检测像素，从而保证了与4/3系统镜头的配合度(需借助MMF-3转接环)，其实际对焦表现要远超过之前的M4/3相机。
作为旗舰机型，奥林巴斯E-M1对于机身操控当然也是不遗余力的追求。借鉴E-P5的2x2模式，奥林巴斯E-M1通过一个拨杆可以把全机大部分按键、拨轮切换成两套完全不同的功能定义模式，让奥林巴斯E-M1在有限的按键、拨轮变化出无限的操控自定义可能。前后双拨轮、比E-M5更大的机身手柄，对操作手感的提升有不少贡献。
奥林巴斯E-M1采用全新TruePIC VII图像处理器，支持强化的五轴防震，可修正水平、垂直、旋转、左右和上下移动的影像模糊情况，更支持影片拍摄时使用，可惜Full HD影片仍是档案比 AVCHD更大许多的MOV格式。此外，奥林巴斯E-M1加入了Color Creator功能，以圆形色盘来调节相片色彩，更加直觉易用。奥林巴斯E-M1支持Fine Detail II图像增强技术，并支持机内矫正色差，消除摩尔纹。