Canon EOS-1DX Mark II外观变化并不大，毕竟这类产品的用户更为关注的还是其内在，不过由于增加了GPS模块，所以军舰部会有稍微的凸起。而其 158×167.6×82.6mm的三围和1340g的自重也是与前作相差无几，防水滴防尘机身。1DX Mark II内部搭载一块2020万像素（有效像素为1996万）的全画幅CMOS，分辨率为5472×3648，图像处理器为Dual DIGIC 6+，ISO为100～51200，可以扩展至50～409600，这点也是不及D5的3280000，不过实际意义并不大。1DX Mark II在视频性能上提升十分明显，可以支持4K@60fps和1080p@120fps。

在对焦方面，1DX Mark II具备36万像素RGB＋IR对焦模块，提供61个对焦点，包括41个十字对焦点，弱光对焦达到-3EV，在追焦状态下可以达到14fps，而锁定追焦状态则可以达到16fps，同时也可以支持170张RAW格式连拍。

其他方面，Canon EOS-1DX Mark II的取景器拥有100%视野率，0.76倍放大倍率，后背显示屏幕尺寸为3.2英寸分辨率为162万像素，并支持触控对焦拍摄。而机身的存储介质则依旧是CF和CFast双卡槽。