佳能5D3搭载全新的2230万全画幅CMOS，比较5D2升级到了61个自动对焦点（其中41个为十字对焦点），63区双层测光系统，比较佳能5D2升级到DIGIC 5+单核处理器，6张连拍，100%视野智能取景器，感光度较佳能5D2提升到100-25600，3.2寸104万像素3:2高清LCD屏幕，多重曝光功能，15万次快门，HD全高清摄像能力，HDR模式，防水防尘机身。佳能5D3比5D2多了双卡槽设计，同时支持CF与SD卡，这也是5D3的一大亮点，用户的选择空间更广阔。屏幕方面，无论尺寸还是像素比较5D2均得到了提升，达到3.2英寸104万像素的水平。
佳能5D2对焦系统的对焦点数量与5D相同（9个自动对焦点+6个辅助自动对焦点），但是中央对焦点采用十字型对焦点，灵敏度得到大幅提升，更加容易获得准确合焦。LCD的提升则更加明显，从5D的2.5英寸23万像素5级亮度调节LCD，变成现在的3英寸92万像素7级亮度调节LCD，并带亮度自动调节功能，显示效果属于数码单反LCD的尖端水平。佳能5D Mark II除了少部分缺点外（短片拍摄以及耗电量），可以用“接近完美”来形容。
