L'uso di materiali in vetro speciali e di alta qualità garantisce una riproduzione dei colori precisa e una superiorità di nitidezza, perfetta per le esigenze dei moderni sensori delle fotocamere di alta qualità. La costruzione ottica (17 elementi in 12 gruppi) utilizza 2 elementi XR (Extra Refractive Index), 3 elementi LD (Low Dispersion), 3 elementi GM (Glass-Molded aspherical) e un elemento ottico ibrido asferico.

Le lenti ad alte prestazioni minimizzano gli errori di immagine come le aberrazioni cromatiche (aloni di colore), per cui gli obiettivi zoom luminosi sono un po' più suscettibili, e garantiscono al contempo un'alta qualità di immagine uniforme su tutta la superficie dell'immagine. Il sistema di stabilizzazione dell'immagine VC (Vibration Compensation) dello SP 24-70mm G2 è controllato, così come l'autofocus, dall'unità Dual-MPU (Dual Microprocessing Unit). Inoltre, è stato installato un nuovo algoritmo che ottimizza il controllo e l'elaborazione del segnale del sistema VC. Il sistema VC ora supporta fino a 5 stop di stabilizzazione, rendendolo ancora più adatto per scatti a mano libera anche in condizioni di scarsa illuminazione.

Il nuovo SP 24-70mm G2 è dotato di un'unità Dual-MPU. Due unità di elaborazione separate consentono l'elaborazione dei segnali digitali del sistema di stabilizzazione dell'immagine VC e dell'autofocus USD a massima velocità. Ad esempio, i comandi della fotocamera e del motore AF possono essere interpretati e attuati con estrema precisione e rapidità. Tutti gli elementi ottici sono rivestiti con un trattamento eBAND (Extended Bandwidth & Angular-Dependency) sviluppato da Tamron specificamente per lo SP 24-70mm G2. Questa tecnologia combina un trattamento multistrato convenzionale con un rivestimento nano con un indice di rifrazione estremamente basso. Il paraluce del nuovo SP 24-70mm G2 è ora dotato di un innovativo meccanismo di chiusura che previene la caduta accidentale o lo spostamento del paraluce durante l'uso.