■约2230万像素全画幅CMOS图像感应器，常用感光度实现ISO 100-25600
EOS 5D Mark III搭载了全新研发的约2230万像素、约36×24毫米全画幅CMOS图像感应器，实现了常用感光度ISO 100-25600的宽广范围（感光度扩展时是ISO 50-102400）。大型图像感应器的面积是一般APS-C画幅图像感应器的约2.5倍，具有更多技术优势，能得到全画幅机型才有的高解像感。通过镜头的光由图像感应器上高密度配置的像素转换成电子信号，因此单个像素的面积是决定图像感应器性能的重要因素之一。像素数增加，单个像素的面积会变小，聚光量降低，这样会对画质产生不好的影响。像素面积越大，各像素的聚光率就越好，可以从图像感应器中读取低噪点的清晰图像信号。EOS 5D Mark III的全画幅图像感应器为追求分辨力、画质、高感光度低噪点性能、宽动态范围、连拍性能的平衡，采用了约2230万有效像素。另外，投入了多项技术以提高画质。无间隙微透镜构造是提高聚光率的技术之一，通过消除CMOS图像感应器上相邻微透镜之间的间隙，使各像素能更有效地聚光。此外根据画面中央和周边光线的不同入射角，将微透镜调整为适合的形状和角度，连周边部分的像素也能接收充足的光量，实现了高感光度低噪点和更宽广的动态范围。另外，由于全画幅图像感应器能将镜头本身的性能充分发挥出来，还能活用大幅虚化享受细致表现的乐趣。佳能相机的图像感应器和数字影像处理器都是自主研发、生产，能够根据各部件的特性进行适合的图像处理。有了这些技术，能够实现整个ISO感光度范围内的大幅降噪，甚至超越技术上看似难以两全之处，同时实现了高像素和低噪点化。
数码单反相机的画质并非只由图像感应器决定，将此能力发挥出来的数字影像处理器也至关重要。EOS 5D Mark III搭载了显像处理速度为DIGIC 4约17倍的DIGIC 5+数字影像处理器。通过8通道高速读取并处理约2230万像素图像感应器获取的大量信息，拥有优秀层次性的14比特图像处理，处理能力得到了提高，实现更精细降噪处理的同时也可即时补偿镜头光学特性，获得高画质。DIGIC 5+数字影像处理器广泛支持着约2230万像素全画幅图像感应器条件下的最高约6张/秒高速连拍，以及从图像回放到RAW显像处理等相机内的多项图像处理。EOS 5D Mark III除了有HDR（高动态范围）拍摄模式和多重曝光拍摄等高级功能，即使将高ISO感光度降噪设为“强”，连拍张数也不会减少，依然能迅速响应进行拍摄。同时DIGIC 5+数字影像处理器在短片拍摄时也可发挥威力，大幅改善了短片拍摄时的伪色彩和摩尔纹，也实现了更清晰的画质。此外，针对高速处理等带来的电池耗电量增大问题，系统实施了省电化处理，能充分利用一块标准电池的电力。
