佳能6D鏡頭卡口是佳能EF卡口，焦距視鏡頭而定。
佳能6D採用了一塊3.0英寸104萬像素的可旋轉式II型TFT液晶屏，水平方向可展開的最大角度約175°，豎直方向的向下最大旋轉角度為約90°，向上最大旋轉角度為約180°，屏幕分辨率為720×480像素。佳能6D機身採用鎂合金材質，機身頂部含有玻璃纖維的聚碳酸酯材料，支持防水防塵功能，並未縮水。機身尺寸為144.5mm×110.5mm×71.2mm，重量為755克。
佳能6D搭載了DIGIC 5+數字影像處理器，實現了最高約4.5張/秒的高速連拍，還擁有11點自動對焦系統，包含一個F2.8精度的十字型對焦點，在嚴苛環境下也能進行精確的自動對焦。ISO感光度默認範圍是ISO100-ISO25600，它的擴展設定範圍是ISO50-102400。
佳能6D採用了採用全新的135全畫幅CMOS傳感器，有效像素2020萬像素，傳感器尺寸為35.8×23.9mm，支持63分區iFCL雙測光感應器。
佳能6D首次內置Wi-Fi功能，可與支持Wi-Fi的多種設備輕鬆分享影像，通過兼容且預裝了EOS Remote軟件的智能手機，可實現遙控相機拍攝、調整光圈快門等設置以及訪問保存相機內照片等功能，並且還內置GPS模塊。
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