A Sigma 50-120mm f2.8 utiliza uma construção óptica de 18 elementos em 13 grupos, incluindo 1 elemento FLD, 3 SLD e 4 asféricos, projetados para reduzir aberrações e entregar alto contraste em todo o quadro. O diafragma de 11 lâminas arredondadas contribui para um bokeh suave e circular, especialmente valioso em retratos.

Incomum para uma zoom APS-C da linha Contemporary, ela inclui estabilização óptica. O sistema OS2 da Sigma entrega até 6,5 stops de correção em 50mm e 4,5 stops em 120mm, permitindo velocidades de obturador mais baixas em ambientes escuros e gravações sem tripé mais estáveis, inclusive em corpos sem estabilização interna.

Outro destaque é o anel de abertura, uma estreia para uma zoom APS-C da linha Contemporary, que dá controle tátil direto de exposição para foto e ajustes suaves de íris para vídeo. O motor de autofoco garante foco rápido e silencioso, e a distância mínima de foco é de 23cm na extremidade grande-angular. A Sigma eliminou os botões físicos da lente, como o switch de foco e a trava de zoom, em favor de uma interface mais limpa. A construção conta com vedação contra poeira e umidade e aceita filtros de 55mm.