M3配置了全新的2420万像素APS-C画幅CMOS、DIGIC 6处理器，这块面积约为22.3x14.9mm的新型CMOS规格与760D和750D所采用的保持一致，由佳能自行开发生产，感光度ISO范围100-12800，并可扩展至25600，可以预见画质将得到一定的提升。同时加入了第三代混和自动对焦系统，在画面80%（垂直）x70%（水平）的区域实现49点自动对焦，官方宣称相较于EOS M/M2合焦速度提高了6.1/3.8倍，大大提升了对焦性能。

M3外形上相较于前2代有一定改变，完整的手柄加入带来了更好的握持手感，在手柄肩部集中了快门按键、主转盘、模式转盘以及新加入的曝光补偿转盘，整体设置更向专业级无反相机靠拢，提升了操控体验。背部配置可翻转液晶屏（向上180度、向下45度），支持触控操作。同时内置了闪光灯，热靴支持236万点、可以向上90°倾斜的EVF-DC1电子取景器（需另购），并在WiFi支持的基础上加入了NFC功能。相比上一代机型，画质和处理速度提升明显，操作设置也更加专业。