Il fulcro del modello EOS-1D X Mark II è un sensore CMOS sviluppato da Canon che rappresenta la generazione futura della qualità dell'immagine professionale nella gamma EOS. Con prestazioni avanzate di raccolta della luce e conversione in segnale digitale, questo sensore offre una sensibilità elevata e riduce il rumore con ISO alti e bassi, oltre a gestire un’elevata latitudine di posa per mettere in risalto i dettagli nelle zone scure.