■長所

ミラーがなくフランジバックが短いため、一眼レフに比べて小型軽量である。
光学系の構造が簡単であり、故障が少ない。
ミラーがないため動作音が小さい。フォーカルプレーンシャッターによる小さな音がするのみである。
ミラーがないためミラーショックによる画質低下がない[20]。
動画撮影機能との親和性が高い。
イメージセンサーが常に動作しているため、画像認識を利用したさまざまな機能（顔認識、被写体追尾など）が実現できる。
ファインダーに豊富な撮影情報を表示することができる。
光学式では精度的に困難であった視野率100%のファインダーが簡単に実現できる。
小型ボディでもファインダー倍率を大きくできる。一眼レフでは一般的にボディが小さく軽いものはファインダー倍率が低くなる。
プレビュー（絞り込み）ボタンによって撮影前にボケ具合（被写界深度）が確認できる。光学式でもプレビューは可能だが、実際の撮影画像とはボケ具合に違いが生じ、ファインダー像が暗くなる。
フランジバックが短いため、マウントアダプターを用いて使えるレンズマウントの種類が多い。
フランジバックが短いため専用レンズの光学設計が容易になることで、レンズ（特に標準～広角）の明るさ（F値）改善、小型軽量化、低価格化、などが可能となる。
ファインダーのプレビュー画像も電子的に補正できるため、電子補正を前提としたレンズ設計が可能になり、レンズ設計における収差補正の自由度が格段に向上する。その結果、諸収差の良好な補正とレンズの小型軽量化の両立が可能となる。具体的には電子的補正が難しい非点収差は光学的に徹底的に補正したうえで、歪曲収差は電子的に補正するといった設計手法が用いられている。

■短所

AFの速度が遅い。
ミラーレス機のAFは、一般的にはイメージセンサーで捉えた映像のボケ具合を見ながらピントを合わせてゆく「コントラスト検出方式」であり、同方式は一般的にピントが合うまでに時間がかかることが多い。一方、一眼レフで使われるAFは「位相差検出方式」であり、ピントがどちらにどれだけずれているのかをAFセンサーで検出できるため、瞬時に目的のピント位置までレンズを動かすことができる。
もっとも近年は、コントラスト検出方式のアルゴリズム改良や、位相差検出の機能を組み込んだイメージセンサーの採用等により、静物撮影時のAF合焦速度が一眼レフとほぼ同等ないしは凌駕する機種も登場している。
電子式ファインダーの性能が不十分である。
表示に若干のタイムラグがある。
コントラストが低いため、白とびや黒つぶれが発生する。状況によっては被写体の確認すら困難になりかねない。
ファインダーの種類にもよるが、特に解像度が低くファインダー倍率が低いものでは精密なマニュアルフォーカスが困難である。その欠点を補うべくマイクロフォーサーズにおいてはフォーカスリングの操作に同調して自動で拡大表示されるなどの工夫がなされている。
光学式に比べて暗くなりがちなので、晴天時の屋外での撮影がしづらい。
小型化のためにはレンズマウントの変更が不可欠であるため、過去のレンズ資産を継承しづらい。そのため現時点においては、AFやAEの機能をフルに生かせる交換レンズの種類が少ない。使用にはマウントアダプターが必要であったり、AFやAEなどの動作に制限が加わる可能性がある。
撮像素子やファインダーが常に動作しているため、ユーザー側でバッテリーを長持ちさせる工夫ができず、センサーの熱ノイズが増加するといった問題がある。一方、一眼レフでは液晶画面を消灯することでバッテリーの消費を抑えることができ、熱ノイズの増加も少ない。
一眼レフと比べ、撮影時にシャッターの余分な開閉動作が必要なためファインダーに像が反映されない時間が長く被写体を追従するのが困難になる場合がある。この対応策として電子先幕シャッターを採用することにより機械的な開閉動作を減らし、ファインダーに像が反映されない時間やレリーズタイムラグを短縮している機種も登場してきている。