Canon EOS 1D X Mark II merupakan kamera yang dapat menghasilkan gambar dan video profesional yang dilengkapi oleh Sensor CMOS full-frame 20.1MP yang didesain ulang dan prosesor gambar DIGIC X menghasilkan kualitas gambar yang mengesankan bersama dengan kecepatan dan sensitivitas yang luar biasa. Sensor dan prosesor pada kamera ini bekerja bersama untuk memungkinkan pemotretan bersambungan hingga 20 fps dalam tampilan langsung atau 16 fps dengan jendela bidik, dan buffer memungkinkan semburan mentah+JPEG hingga 1000 urutan bingkai. Kamera Canon EOS 1D X Mark II mampu merekam video DCI 4K secara internal pada 60 fps dengan warna 10-bit 4:2:2 serta video mentah 5,5K. Perekaman DCI 4K dimungkinkan menggunakan area sensor penuh atau dengan bagian yang dipotong, dan Canon Log Gamma juga menyediakan kontrol gradasi warna yang ditingkatkan.