キヤノンは本機を、最先端技術と最高クラスの性能を備えるフラッグシップ「EOS-1」シリーズの最新機種と位置付け、プロフォトグラファーと高性能を求めるハイアマチュアに向けた機種と説明した。先代EOS-1D Xに対して、さらなる高画質化と高速連写に加え、動画撮影機能と通信機能を強化したモデルである。^{5プレス キヤノン高画質と最高約14コマ／秒の高速連写を両立 デジタル一眼レフカメラのフラッグシップ機"EOS-1D X Mark II"を発売}

撮像素子は自社開発の35mmフルサイズCMOSで、有効画素数は約1,810万画素から約2,020万画素になり、画像処理エンジンには新開発の「デュアルDIGIC 6+」を採用した。連写はファインダー撮影のAF・AE追従で先代の約12コマ/秒から最高約14コマ/秒に上がり、ライブビュー撮影では最高約16コマ/秒に対応する。AFの測距点は先代と同じ61点だが、周辺方向の測距エリアが広がり、全61点がF8に対応した。中央測距点の低輝度限界は-2EVから-3EVに、測光センサーは約10万画素から約36万画素のRGB+IRセンサーに強化され、記録メディアにはCFast 2.0カードのスロットが加わってCFカードとのダブルスロットになった。^{2インタビュー デジカメWatchメーカー直撃インタビュー：伊達淳一の技術のフカボリ！：キヤノンEOS-1D X Mark II}低ISOのダイナミックレンジも大きく伸び、DXOMARKはISO100で先代より約1.5〜1.7EV広いとした。^{6レビュー DXOMARKCanon EOS-1D X Mark II sensor review: New class leader}

動画とライブビューでは、フルサイズのEOSとして初めてデュアルピクセルCMOS AFを搭載し、AF追従性を高めた。動画は4K/60pで記録でき、スローモーション用にフルHDの120fps記録も備える。GPSはGLONASSとみちびきにも対応する形で内蔵し、背面液晶は3.2型約162万ドットのタッチパネルになった。^{7プレス デジカメWatchキヤノン、最高14コマ/秒連写の「EOS-1D X Mark II」}このほか、4K動画から任意の1フレームを静止画として切り出す機能、撮影時の歪曲収差と回折の補正、USB3.0への対応が加わり、別売のワイヤレスファイルトランスミッターWFT-E8Bを使えば5GHz帯での高速通信もできる。^{5プレス キヤノン高画質と最高約14コマ／秒の高速連写を両立 デジタル一眼レフカメラのフラッグシップ機"EOS-1D X Mark II"を発売}

ニコンD5は、有効2,082万画素、AF・AE追従で約10〜12コマ/秒、常用ISO100〜102400、153点AF（クロス99点）という仕様で、XQDのダブルスロットとCFのダブルスロットのどちらかを選べ、4K UHD動画にも対応した。^{3プレス デジカメWatchニコン、フラッグシップ一眼レフ「D5」正式発表}画素数はほぼ同じで、連写速度では本機が、測距点数ではD5が上回る。

画質では、DXOMARKのセンサーテストで両機の総合スコアが同じ88点となったうえで、低ISOの実用ダイナミックレンジは本機が上回った。^{6レビュー DXOMARKCanon EOS-1D X Mark II sensor review: New class leader}DPReviewも低ISOの画質は本機が優れると比較する一方、D5の長所には連続撮影時のバッテリー効率を挙げている。^{8レビュー DPReviewRock Solid: Canon 1D X Mark II Review}

キヤノンの開発陣はデジカメWatchのインタビューで、先代のユーザーから寄せられた「もっと高画質に」「AF性能向上」「連写速度アップ」という要望に応え、「快速」「快適」「高画質」の3本柱を高い次元で実現することを目標にしたと語った。画素数を約2,020万画素への微増にとどめたのは、高感度性能と連写速度のバランスを考えた判断である。連写を約14コマ/秒に上げたのは、プロがわずかな高速化も評価する傾向を踏まえ、振動、消費電力、ファインダーの視認性を検討した結果だという。一方でレリーズタイムラグは、プロの経験的な勘を尊重して初代EOS-1から続く55ミリ秒を維持した。^{2インタビュー デジカメWatchメーカー直撃インタビュー：伊達淳一の技術のフカボリ！：キヤノンEOS-1D X Mark II}

技術面では、ミラー駆動をバネ駆動から新開発のコアレスモーターとカムによるダイレクト制御に改め、ミラーの位相をセンサーで検出して加減速を細かく制御するようにした。これにより、静音を重視した「ソフトモード」が新たに可能になった。デュアルピクセルCMOS AFの搭載は、静止画と動画を1台でこなしたいプロの要望に応えるためである。ただしLog記録は搭載していない。本機は動画専用機EOS-1D Cではなく静止画機EOS-1D Xの後継であり、業務用途の動画はCINEMA EOSで対応するという方針による。^{2インタビュー デジカメWatchメーカー直撃インタビュー：伊達淳一の技術のフカボリ！：キヤノンEOS-1D X Mark II}

価格.comのレビューは92件で、満足度は5点満点の4.57である。項目別ではホールド感が4.79、画質が4.66、機能が4.58と高い一方、携帯性は3.09と低い。良い点としてはAFの精度と動体撮影への強さ、グリップの握りやすさ、センサーのノイズの少なさが挙がり、不満は本体の大きさと重さ、連写時のバッテリー消費、CFast 2.0カードや操作パネルの扱いの煩雑さに集まる。^{9レビュー 価格.comCANON EOS-1D X Mark II ボディ レビュー評価・評判}

専門媒体のレビューが共通して評価したのは、開発陣が画素数とのバランスを取って高めた高速連写とAF追従である。デジカメWatchのレビューはAF・AE追従の14コマ/秒を高く評価し、実写編の自転車ロードレースの撮影では79コマ中71コマ、約9割にピントが追従した。^{10レビュー デジカメWatch新製品レビュー：キヤノンEOS-1D X Mark II（実写編）}DPReviewも、14コマ/秒の連写と光学ファインダーでの被写体追従性能を、低ISOのダイナミックレンジの大幅な向上と並ぶ長所に挙げている。^{8レビュー DPReviewRock Solid: Canon 1D X Mark II Review}