A Pentax Optio 330 GS 1/2,7″-os CCD-vel dolgozik, melynek felbontása 2048×1536 pixeles fotók készítését teszi lehetővé. Természetesen kisebb felbontásban is készíthetünk képeket, így 1600×1200, 1024×768 vagy 640×480 pixellel. A CCD-re vetülő képet F2,6 kezdőfényerejű, 3x-os zoomátfogású optika hozza létre. A fókusztávolság 38-114 mm közötti lehet, tele esetén az optika fényereje F5,0-ra csökken. Az optikai zoomot 2,7x-esig növelhető digitális zoom egészíti ki. A legkisebb tárgytávolság 40 cm, illetve makró esetén 10 cm. A fényképezőgép érzékenysége ISO 100 és ISO 400 között választható. A fénymérés az elterjedt módok közül háromfélét támogat, a középre súlyozott átlagolt, a mátrix és a szpot módokat. A zársebesség 4 mp és 1/1500 mp közé eshet.