Dòng máy ảnh EOS – 1DX được xem là chiếc máy ảnh mở ra kỉ nguyên mới của hệ thống EOS và thay thế cho cả 2 đời máy EOS – 1D Mark IV và EOS – 1Ds Mark III của Canon. Đây là chiếc máy ảnh được thiết kế chắc chắn với vỏ bằng hợp kim Magiee và trang bị nhiều tính năng hoàn toàn mới như bộ cảm biến hình ảnh CMOS full-frame với độ phân giải 18,1 Megapixel, kết hợp với bộ xử lí ảnh kép DIGIC 5+ mới nhất hỗ trợ chuyển đổi dữ liệu 14-bit Analog/Digital làm máy có khả năng chụp ảnh với tốc độ 12 ảnh/giây cho ảnh RAW và 14 ảnh/giây khi chụp ảnh JPG thông thường.

Điểm nổi bật khác của máy là với cấu trúc hoàn toàn mới, dải ISO được tăng lên từ 100 đến 51200 và mở rộng đến 204.800,  cho ra những tấm ảnh chất lượng cao, giảm nhiễu, trong điều kiện ánh sáng yếu. Hệ thống lấy nét tự động 61 điểm làm tăng độ nhạy, tốc độ chụp và độ trung thực của hình, ngoài ra với hệ thống đo nét RGB hoàn toàn mới cũng mang lại những hình ảnh chất lượng cao.

Màn hình phía sau máy có độ lớn 3.2 inch, cho độ phân giải lên tới 1.040.000 điểm ảnh và được tích hợp công nghệ phản xạ ánh sáng chói khi xem ảnh trong điều kiện nhiều ánh sáng. Máy có khả năng quay phim full HD (1920x1080p) và đặc biệt đây là chiếc máy ảnh đầu tiên được trang bị kết nối Gigabit LAN cho phép người dùng chụp ảnh và chuyển hình từ xa. Tuổi thọ màn trập trên EOS – 1DX cũng được tăng lên 400.000 lần, hơn khoảng 30% so với các dòng EOS – 1D Mark IV và EOS – 1D Mark III trước đây, bảo đảm cho máy lâu bền hơn.