核心性能：全画幅CMOS感应器及Digic 5+
这是佳能全新自主研发的35mm规格全画幅CMOS图像感应器，有效像素约为1810万像素。感应器有效面积为约36×24毫米。此图像感应器导入了3个优势技术：
1：进化的高集成度工艺
▲1810万有效像素的全画幅传感器，但个像素尺寸达到了约6.95×6.95微米
CMOS图像感应器的半导体制造，比起之前导入了更为精细的高集成度制造工艺。因此在确保光电二极管面积的同时，信号读取电路的配置也可变更，所以光信号的积蓄和传送较之前变得更加有效率。像素尺寸也比EOS 1Ds Mark III和EOS 1D Mark IV大幅提高，达到了约6.95×6.95微米。实现了高ISO感光度，低噪点，更为广阔的动态范围。
2：聚光率更高的无间隙微透镜
▲消除了微透镜之间的间隙，无间隙微透镜结构提高了光电二极管的聚光率
为提高聚光率，增加向光电二极管传递的光量，搭载于图像感应器各像素表面的镜片被称为微透镜。其中，无间隙微透镜是为提高聚光率，在相邻的微透镜之间形成无间隙构造。因为射入图像感应器的光线在中央和边缘部分的角度不同，致使图像的边缘部分容易产生画质降低的情况。不过，新开发的CMOS图像感应器，从画面中心到边缘部分，通过配置对应不同光线射入角度的无间隙微透镜片，使各个像素都能更有效地进行聚光。
3：16通道高速数据读取
▲4个A/D转换模块，每个模块4通道
新型CMOS图像感应器采用了16通道数据读取，高速读取约1810万像素的庞大数据。比起之前EOS 1D Mark IV的8通道数据读取，通道提升为双倍。最高约14张/秒的连拍速度（锁定反光板），也正是得益于这种高速数据读取。
▲14张/秒的超高速连拍在单次自动对焦时可用。拍摄时反光镜保持升起状态，自动对焦和自动测光仅在拍摄第一张照片时进行。记录画质只能选择JPEG。
要达到如此之高的连拍速度，仅依赖16条数据读取通道是不够的。为此，EOS 1D X还搭载了两块DIGIC 5+数字影像处理器，其单块的性能与DIGIC 4数字影像处理器相比提升了大约3倍。
▲DIGIC 5+数字影像处理器
除了提升数据处理速度，DIGIC 5+还可进行比之前更加高精度的降噪，这使得EOS 1D X的常用感光度达到了ISO 51200，而且通过扩展甚至能够达到当前最高的ISO204800。
