佳能6D采用了采用全新的135全画幅CMOS传感器,有效像素2020万像素,传感器尺寸为35.8×23.9mm,支持63分区iFCL双测光感应器。而佳能5D Mark II相机画幅是全画幅相机,配备了2110万有效像素的全画幅CMOS图像感应器,ISO感光度标准设置范围达到ISO 100至ISO 6400,并可以扩展到最低ISO 50和最高ISO 25600。
佳能6D搭载了DIGIC 5+数字影像处理器,实现了最高约4.5张/秒的高速连拍,还拥有11点自动对焦系统,包含一个F2.8精度的十字型对焦点,在严苛环境下也能进行精确的自动对焦。ISO感光度默认范围是ISO100-ISO25600,它的扩展设定范围是ISO50-102400。而佳能5D Mark II拥有新一代DIGIC 4数字影像处理器。最新DIGIC 4数字影像处理器,保持了高画质和高速图像处理的优势,不仅能精准地还原色彩,而且通过超强性能强化了相机的功能。