佳能5D4採用了佳能全新研發的3040萬像素全畫幅傳感器，配以Digic6+影像處理器、全像素雙核CMOSAF技術、第二代61點對焦系統包含21個十字對焦點、約15萬像素RGB和紅外測光感應器、全像素雙核RAW格式優化、4K視頻拍攝、全新觸控屏幕以及每秒7張的連拍速度。
佳能5D4沿用了與旗艦機1DX2相同的對焦系統。這一套對焦系統與之前相比有一定進步。雖然對焦點數量依然是61個，但是覆蓋範圍更大，拍攝時構圖更加方便。
佳能5D4支持自動對焦，手動對焦，單點對焦，觸屏選擇對焦，人工智慧自動對焦等對焦方式，佳能5D4還並且支持手動模式。佳能5D4搭載了約15萬像素RGB+紅外測光感應器，高像素測光感應器能夠將取景器畫面作為圖像捕捉，並檢測被攝體的顏色和人物面部等。
佳能5D4的中央自動對焦點的低亮度可對焦界限變為-3EV，提高了暗處的自動對焦能力，並且在實時顯示拍攝時，低亮度可對焦界限低至約-4EV，比光學取景器拍攝的性能更強，這一點在1DX2上也並沒有配備。
佳能5D4是具備4K視頻拍攝功能的，配合全像素雙核CMOSAF系統，可以實現媲美無反相機的自動追焦能力。佳能5D4由於支持EOSiTR動體追蹤和面部優先AF，再加上連拍速度和持續連拍張數的增長，所以讓5D4的運動拍攝能力上了一個新臺階。