EOS-1D Mark II，取代2001年12月上市的EOS-1D型号，其设计旨在应对从事新闻、体育和照相馆等相关行业专业摄像师的严格要求。EOS-1D Mark II采用APS-H大尺寸(约28.7×19.1 mm)CMOS图像感应器，具有约820万有效像素，可以充分利用图像感应器和佳能新研发的DIGIC II高速数字信号处理集成电路的性能潜力。DIGIC II电路能以很高的速度对大量数据执行详细处理，在不同的拍摄条件下均可应对用户对高画质图像和高反应性能的专业需求。应专业用户的要求，佳能在EOS-1D Mark II中增添了许多新功能，其中包括图像画质设置的更多选择、除了RAW文件外的四种JPEG文件大小和十个压缩级别。除了五种预设模式外，新增的两个可自定义的色彩矩阵设置，可根据被摄体或输出设备的要求启用图像优化。此外，CF和SD卡的专用存储卡插槽既可同时备份又可以有选择地记录到每个卡上，用户同时可以利用视频输出端子在电视屏幕上浏览图像。该型号还采用了两英寸约230,000点液晶监视器，分辨率为上代机型的约两倍，将放大倍率增至约10倍，可以在回放时更有效地检查图像对焦。EOS-1D Mark II具有良好的适应力，并大幅提升快门寿命，快门通过了约20万次的耐久性测试。轻巧、高强度镁合金外壳带来坚固的机身和电磁屏蔽功能，包括所有开关、机身缝隙和存储卡插槽等共70处均采用防水、防尘密封设计*，使用户即使在严苛条件下仍能获得始终不变的可靠性。采用具有高速分离式多处理器结构的自动对焦系统，EOS-1D Mark II的自动对焦性能大大改进。除了匹配相机的最高约8.5张/秒的连拍速度之外, 相机还具备超越EOS-1D的“单次自动对焦”速度和“人工智能伺服自动对焦”的精度。该款相机还兼具佳能新E-TTL II自动闪光曝光控制功能(需使用佳能的EX系列闪光灯)，并采用改进的测光算法，可以获得更高精度、稳定的曝光控制。作为佳能公司专业数码单镜头反光式相机中高级的新型号，EOS-1D Mark II继承了EOS-1D和EOS-1Ds的许多功能和实用性。其中包括：佳能开发的45点区域自动对焦，不再需要将被摄体置于画面的中央，从而简化了照片构图；21区评价测光感应器，带来理想的曝光性能；高级全画幅取景器和“自定义功能”控制，允许用户根据个人偏好设置相机。在进一步应对专业用户的需求方面，新款相机配备了软件套件，其中包括佳能新研发的高速RAW图像处理应用程序和Digital Photo Professional软件。新研发的应用程序合并了来自专业用户的输入程序，其中包括高速图像预览、多图编辑视窗和批处理，在处理大量RAW图像时大大提高工作流程效率。捆绑软件中还包括通用EOS Viewer Utility，此软件基于佳能以前的File Viewer Utility，功能上作了如下改进：高速RAW图像预览和友好的用户界面，操作性进一步提高。