Pentax stattet die K-1 mit einer 5-Achsen-Bildstabilisierung aus: Neben der Sensordrehung, der horizontalen und vertikalen Verschiebung, soll die K-1 auch horizontale und eine vertikale Neigungen mildern. Mit dem System ermöglicht Pentax außerdem die sogenannte "Pixel Shift Resolution": Die K-1 kann vier Fotos in Serie schießen, bei denen der Sensor jeweils um einen Pixel nach oben, unten, links und rechts verschwenkt wird, so Pentax. Die Kamera errechnet daraus ein Einzelbild. Pentax pumpt so nicht die Auflösung nach oben wie etwa Olympus mit seiner OM-D E-M5 Mark II, sondern will eine höhere Schärfe- und Farbwiedergabe sowie geringeres Bildrauschen erreichen. Bekannt ist die Technik bereits aus der APS-C-DSLR K-3 II.
Auch die integrierte Astrotracerfunktion nutzt das Pixel-Shift-System.
