EOS-1D Mark III使用的依然是APS-H尺寸（28.1×18.7mm）的CMOS元件，有效像素由820万像素增加到1010万像素，照片最大分辨率为3888×2592像素，可以同时记录JPEG和RAW格式。而且EOS-1D Mark III增加了Small Raw模式，可以拍摄1936×1288像素的RAW照片。
 
  感光度方面由EOS-1D Mark II N的ISO100～1600提升到ISO100～3200，而扩展感光度也达到了ISO50和ISO6400。并且增加了可以根据曝光情况自动切换ISO感光度的“ISO安全切换”模式。
 
  EOS-1D Mark III突破性的支持液晶屏实时取景（LiveView），可以由CMOS感光元件直接取景并显示到背面液晶屏上，对于手动对焦和确认曝都很有帮助。另外使用附带的EOS Utility 2.0软件则可以在电脑上进行实时取景。EOS-1D Mark III的液晶屏实时取景功能在菜单中设定，并通过SET按钮启动。
 
  佳能在EOS 400D上首先实现了感光元件除尘功能（EOS Integrated Cleaning System），这项技术理所当然的也用在了专业级的EOS-1D Mark III上。这项技术主要通过软硬两方面来防止灰尘。硬件方面有超声波驱动的红外线减弱滤镜，可以通过振动抖落灰尘，而且红外线减弱滤镜经过防静电处理，可以减少灰尘附着的几率，而机身内部也作了特殊处理可以减消灰尘的产生。软件方面则是通过在照片内写入灰尘位置信息，在电脑上处理时专门针对灰尘位置进行处理的“DUST DELETE”功能。
 
  专业级相机的快门部件都会经过严格的测试，通常要达到正常使用15万次以上。EOS-1D Mark II N的快门部件曾经达到了20万次，而EOS-1D Mark III上使用的新快门部件则达到了30万次正常运行，是业界同级别产品平均水平的一倍！新的快门部件中增加了检测纵走快门幕帘缝隙时间的影像反射器，改善了快门的精度。最高快门速度为1/8000秒，闪光同步速度为1/300秒，快门时滞为55ms，反光镜遮挡时间约为80ms，开机时间越0.2秒，在各方面的反应速度都相当快。
 
  此外对于那些需要安静拍摄或是“偷拍”的场合，EOS-1D Mark III还特别配备了“静音拍摄”功能，使用静音拍摄功能时快门和反光镜的驱动马达将慢速运转，以达到减少碰撞声音的效果。
 
  在测光元件方面，EOS-1D Mark III也没有使用佳能之前最强的45分区系统，而是采用了新开发的63分区传感器，拥有评价测光、区域测光、点测光、中央重点权重测光、多重点测光和对焦点连动测光等模式。
 
  EOS-1D Mark III另一个突破性的指标就是达到了每秒10张的连拍速度，比之前由EOS-1D Mark II N创下的8.5张/秒的数码单反最快连拍速度还高了1.5张。这都得益于使用了两块DiGiC III图像处理引擎进行并行数据，才能在提高像素的情况下仍然能提高连拍速度。在高速连拍模式下，EOS-1D Mark III可以连续拍摄JPEG照片约110张，RAW照片约30张，RAW+JPEG约22张。
 
  EOS-1D Mark III的液晶屏由之前的2.5英寸提高到23万像素3英寸，更便于查看照片。操作方面除了主控轮和副控轮外，还增加了20D和30D上使用的多功能摇杆。另外增加了ISO钮、AF启动键、PictureStyle钮，这些都是很常用的功能，单独设置出来则在易用性方面有不少加分。
 
  EOS-1D Mark III的机身材料依然是镁合金，整体有防尘防滴溅措施，此外在热靴附近的形状经过改良，在安装了580EX II时也具有防尘防滴溅能力。另外在重量方面比EOS-1D Mark II N轻了14%，约1155g，外形尺寸156×79.9×156.6mm。