EOS-1D Mark IV采用了DIGIC 4数字影像处理器。通过搭载两块数字影像处理器的双DIGIC 4对庞大的数据进行高速处理。EOS-1D Mark IV在有效像素约1610的高像素下可实现最高约10张／秒的连拍速度。正是由于在信息处理方面，“双DIGIC 4”与可进行8通道高速读取的CMOS图像感应器及新开发的2个4通道模数转换前端模组联动，形成高速并行处理电路，从而实现了这一连拍速度。除此之外，EOS-1D Mark IV搭载了可进行高速数据传输的缓存，当DIGIC 4进行并行图像处理时，使用JPEG/大可连续拍摄约85张（基于佳能测试标准。使用约30MB/秒的4GB CF卡，JPEG画质8、ISO 100和标准照片风格）。
EOS-1D Mark IV搭载的是新开发的、有效像素约1610万的APS-H规格图像感应器，单个像素面积为5.7×5.7微米，有效感应器面积为27.9×18.6毫米，还采用了色彩还原性优秀的RGB原色滤镜。新技术的导入实现了良好的信噪比，再加上双DIGIC 4数字影像处理器高速低噪点的显像处理，达到了10万数量级（102400）的超高ISO感光度以及8通道读取带来的最高约10张／秒的高速连拍，实现了宽动态范围。
新开发的CMOS半导体制造技术导入了更加精密的全新制作工艺。在基本保证光电二极管面积的同时，采用了高光电转换率的光电二极管构造，提高了信噪比。尽管缩小了像素面积，但仍然能够获得充足的光信号，并进行传输。另外，无间隙微透镜的采用和彩色滤镜中新材料的使用提高了透射率，微透镜和光电二极管之间距离的缩短等使聚光效果进一步增强。在信号增益电路中设置了能抑制图像感应器外部噪点的电路。这些技术的使用将高ISO感光度、低噪点和宽动态范围变为可能。
视野率100%，清晰锁定被摄体
专业相机不可少的高性能光学取景器
EOS-1D Mark IV的光学取景器在上下左右各方向上都达到了专业相机必不可少的约100%视野率。取景器中观看到的图像和实际拍摄的图像基本一致，对构图有着严格要求的专业摄影师也能够放心地进行拍摄。取景器倍率约0.76倍（-1m-1，使用50mm镜头对无限远处对焦）。光学取景器能达到如此之高的性能是因为采用了大型五棱镜，确保了清晰明亮无暗角的取景器环境。屈光度可以在-3到+1dpt范围内进行调节，眼点约20毫米。另外，目镜侧内置目镜遮光挡片使用了浅灰色，以便更容易确认目镜遮光挡片的开闭状态等，细节随处可见专业相机所特有的高端设计。EOS-1D Mark IV的标准对焦屏是具有易合焦、亮度高、颗粒少并且虚化效果自然等优点的“Ec-C IV”。另外，还有适合各种拍摄场景的可更换对焦屏（另售）。可在适合决定构图的激光磨砂带方格对焦屏等共10多种对焦屏中选择最合适的来使用。
与自动对焦点相联动的63区测光感应器
实现更加稳定的曝光控制
为了更准确地控制曝光，EOS-1D Mark IV搭载了与自动对焦点相联动的63区测光感应器。各个测光区域和45个自动对焦点在测光时高度携作，计算出适当的曝光值。测光模式有评价测光、局部测光、点测光和中央重点平均测光4种可供选择。特别是对评价测光的算法加以改进，进一步降低了测光时对被摄体的依赖性，实现了稳定的测光控制。
闪光摄影时，能够以E-TTL II自动算法为基础，灵活运用镜头的距离信息，不受被摄体颜色和大小的影响，以稳定的闪光量进行拍摄
双DIGIC 4实现
高端影像处理和补偿
EOS-1D Mark IV中有6种预设照片风格。除此之外，还有“影棚人像”和“快拍人像”等7种照片风格文件，可从佳能网站上下载并注册到相机中。由此可以选择拍摄者中意的色彩和图像表现。每种照片风格中都可以对锐度、反差、饱和度和色调等分别进行设置。还能够将根据个人喜好调整的照片风格注册到相机中。白平衡功能中除了自动白平衡外，还预设了“日光”和“阴天”等包括用户自定义和色温设置在内共9种可供选择。色彩空间对应两种模式，分别是适用于电脑观赏照片等一般用途的sRGB和色彩表现更丰富的Adobe RGB。不仅如此，EOS-1D/1Ds系列首次搭载了如可对曝光不足和低对比度等图像进行矫正的自动亮度优化，可以对图像四角曝光不足进行补偿的镜头周边光量校正等图像补偿技术。这些图像数据的处理均是将CMOS图像感应器输出的模拟信号以14位模数转换（16384色）转换为数字信号进行的，由此实现更为丰富的层次表现。
