Wie alle digitalen Sigma-Spiegelreflexkameras verwendet die SD15 einen Foveon-X3-Direktbildsensor. Die Kamera verfügt über einen Sigma-Wechselobjektivanschluss, der dem K-Bajonett mit einem um 1,5mm geringeren Auflagemaß (44mm) entspricht. Die Verwendung von M42-Objektiven ist mittels Adapter möglich.
Anders als ihre Vorgängermodelle SD9 und SD10 hat sie wie die SD14 ein eingebautes Blitzgerät, kann Bilder im JPEG-Modus speichern und verfügt nicht mehr über das Sigma-Außenbajonett der Vorgänger (für das aber auch nie Objektive angeboten wurden). Das Sigma-Innenbajonett blieb kompatibel. Die Anzahl der Bildpunkte des CMOS-Bildsensors beträgt für jede einzelne der Farben Rot, Grün und Blau etwa 4,7 Millionen, so dass für jede Aufnahme etwa 14 Millionen Messwerte zur Verfügung stehen.
Die SD15 ist mit dem neuen „TRUE II“-Bildprozessor ausgerüstet. Die Bilder werden auf SD- bzw. SDHC- und MMC-Karten gespeichert und damit die bisher genutzten CF-Karten abgelöst.
Nachfolger ist die weiterentwickelte SD1 Merrill mit höherer Sensorauflösung.
Lithium-Ionen-Akku BP-21 (Lithiumionen (Li-Ion), 1.500 mAh, Akku wird in vielen anderen DSLR verwandt und damit günstig verfügbar bei Drittanbietern), Akkuladegerät BC-21,
Mit der Software Sigma Photo Pro können Bildbearbeitung und Konvertierung von RAW- in JPEG- oder TIFF-Dateien bei allen Kameras der SD-Reihe durchgeführt werden.
