La risoluzione del sensore CMOS pieno formato fa un deciso salto verso l'alto, passando da 12,8 a 21,1 megapixel. Stesso salto anche per la sensibilità ISO, che ora, in modalità boost, si spinge fino al valore di 25.600 ISO. La raffica si attesta a 3,9 frame al secondo, con un massimo di 310 scatti. Anche sulla full-frame è sbarcata la tecnologia Live-View e, per la prima volta in casa Canon, questa reflex è anche in grado di registrare filmati in formato HD 1080 a 30 frame al secondo. Il sensore utilizza il sistema antipolvere EOS Integrated Cleaning System (E.I.C.S.) che associa un rivestimento fluorurato del filtro passa-basso allo scuotimento del sensore. La gestione del flusso dati è affidata al processore DIGIC IV. L'autofocus utilizza nove punti di messa a fuoco, assistiti da 6 ulteriori punti AF. Sul retro della fotocamera campeggia un display da 3,0" con 920k punti di risoluzione. Assieme alla macchina viene lanciata anche la nuova ottica EF 24mm f/1.4L II USM, che si caratterizza per il nuovo rivestimento antiriflesso SWC (Sub-Wavelength Structure Coating).

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