新研发的61点高密度网状阵列自动对焦感应器的对焦点是EOS系列中最多的61点。61点中有41点为十字型。此外中央对焦点及其上下各2点共5点为双十字型。EOS-1D X搭载了对应最大光圈F4镜头的F4光束自动对焦感应器。41个十字型自动对焦点中的21点对应F5.6的十字型自动对焦，另有20点可在搭配最大光圈F4的镜头时进行十字型对焦。还有，可自动对焦的亮度范围最低界限值达到-2EV（EOS-1D Mark IV为-1EV）。-2EV的亮度下即使人眼也很难清晰识别被摄体。因此，很难进行手动对焦。但是即使在这样昏暗的场景下，EOS-1D X的自动对焦系统也可以捕捉到被摄体。
自动对焦感应器
EOS-1D X的常用感光度为ISO 100-51200，可扩展至ISO 50-204800的宽广范围。新开发的CMOS图像感应器与DIGIC5+数字影像处理器实现了低噪点化，因此常用感光度可达到ISO 51200。
光学取景器搭载了使用背透型液晶面板的“智能信息显示光学取景器”。取景器内可显示61个自动对焦点等信息。由于自动对焦点的显示也通过背透型液晶面板进行，因此可以只显示需要的自动对焦点，也可以显示全部自动对焦点。另外，还可以选择是否在取景器内显示方便构图的构图辅助网格线和表示相机倾斜度的三维电子水准仪等信息。光学取景器的视野率约为100%，可进行严谨的构图。可称为数码时代第二取景器的背面液晶监视器采用了大型、高精细度的3.2″约104万点的“清晰显示液晶监视器II型”，长宽比为3:2。白天在室外也具有高可视性。
专业摄影师和专业级机型绝不能错过那些历史性事件及打破新纪录的瞬间。因此，严酷环境中能够正常工作的坚固性，流畅、切实的操作性也是专业级机型必备的条件。EOS-1D X作为一款专业级机型，追求高操作性和坚固性。为使竖拍时也能实现与横拍相同的操作感，搭载了竖拍使用的多功能控制钮和多功能按钮等。通过自定义可赋予多功能按钮2多种拍摄功能，使用自由而方便。手柄的手指卡位采用了新形状的设计，长时间操作也不易疲劳。
为实现专业级机型追求的高刚性与高耐久性，EOS-1D X的机身采用了镁合金，接合部分等76处都进行了较彻底的密封处理，以防止灰尘和湿气的侵袭。快门帘使用了碳纤维，在轻量化的同时提高了刚性。快门单元实现了约40万次释放动作的耐久性。去国外拍摄或进行重要的采访时相机损坏不能用这种意外事故不应发生在专业的拍摄现场。为防止此类事故，EOS-1D X搭载了“相机系统状态显示”功能，可记录相机使用履历，方便用户确认。用户可通过对使用记录和相机的状态的把握，及时将相机送至维修中心进行保养，尽量避免拍摄时的不良状态和故障。EOS-1D X的感应器自清洁单元采用了超声波传送除尘的方式。从弹飞灰尘变为通过超声波将其抖落并传送到画面外从而除去的方式。即便是附着在红外保护滤镜等上的细微灰尘也能去除。
超声波传送除尘感应器自清洁单元
镁合金机身
EOS-1D X可实现多种图像表现，在EOS数码单反系列中首次搭载了“多重曝光”功能。可获得类似对一张胶片进行多次曝光的效果。相机内的“RAW图像处理”功能可在拍摄现场即时在相机上调整RAW图像数据，生成JPEG图像。另外，EOS-1D X的短片拍摄功能也很充实。可记录画质为1920×1080、约24或25帧/秒（PAL）的全高清影像。短片压缩方式有两种，可采用低压缩的ALL-I，易于拍摄后进行编辑，或高压缩的IPB，可将长时间短片记录为小文件。
有效像素约1810万，追求高ISO感光度下低噪点高画质的同时，为实现高速化采用了多项新技术，可实现最高约14张/秒超高速连拍、图像感应器信号的高速读取、还搭载了两块DIGIC 5+数字影像处理器可进行高速计算。EOS-1D X在开发阶段对于画质和速度都没有半点妥协，力求尽量满足专业摄影师想要拍出更好照片的要求。
