EOS 20Dは、2003年発売のEOS 10Dの後継機として企画された。キヤノンのニュースリリースは、この機種を「ハイアマチュアからプロまで幅広く使用できる」製品と位置付けている。^{4プレス キヤノン秒の連写が可能な“EOS 20D”を9月下旬に（ニュースリリース）}ASCII.jpの発表記事は、プロ向けのEOS-1DsやEOS-1D Mark IIと、エントリー向けのEOS Kiss Digitalの間に入る、ハイアマチュア向けの中級機と説明した。^{5プレス ASCII.jpキヤノン、一眼レフデジタルカメラの新製品『EOS 20D』を発表！9月下旬に販売開始予定}

EOS 10Dと比べると、有効画素数は約630万画素から約820万画素に増えた。起動時間は約0.2秒に縮まり、JPEG（Large/Fine）の連続撮影可能枚数は約9枚から約23枚に増えた。^{2プレス PC Watchキヤノン、820万画素デジタル一眼レフ「EOS 20D」}連写は約3コマ/秒から最高約5コマ/秒に上がり、シャッター速度の上限は1/4000秒から1/8000秒に、ストロボ同調速度は1/200秒から1/250秒になった。^{6レビュー ASCII.jpEOS 20D}

AFの測距点は7点から9点に増えた。^{7レビュー デジカメWatch【那和秀峻の最新デジカメレビュー】キヤノン EOS 20D}感度は拡張時にISO3200まで設定できるようになり、新開発の「第二世代オンチップノイズ低減回路」も搭載した。背面にはジョイスティック型の「マルチコントローラー」を新設した。ボディは先代より小型軽量になり、APS-C専用のEF-Sマウントを中級機として初めて採用した。^{2プレス PC Watchキヤノン、820万画素デジタル一眼レフ「EOS 20D」}

ニコンD70は、有効約610万画素、連写約3コマ/秒で、ボディ価格は約15万円だった。約820万画素、最高約5コマ/秒のEOS 20Dは、画素数と連写速度の数値がD70より大きく、ボディ価格も約19万円と高かった。^{3プレス PC Watchニコン、15万円のレンズ交換式デジタル一眼「D70」}

高感度の画質については、価格.comのD70の掲示板で、D70のISO800はEOS 20DのISO400程度のノイズレベルになり「使いづらい」とする声があった。同じスレッドには、D70、EOS 20D、PENTAX *ist DSの3機種を購入候補として比べる投稿もあった。^{8掲示板 価格.com『ｄ70後継機』 ニコン D70 ボディ のクチコミ掲示板}

ASCII24の取材に対しキヤノンは、「高ISOで使いたいという要望が結構あった」と答え、体育館のような暗い場所でのバスケットボール撮影や、天体・夜景撮影のニーズを開発の背景に挙げた。^{5プレス ASCII.jpキヤノン、一眼レフデジタルカメラの新製品『EOS 20D』を発表！9月下旬に販売開始予定}

技術面では、プロ向けのEOS-1D Mark IIですでに採用していたDIGIC IIと3層構造のローパスフィルターを投入した。画素ピッチは7.4μmから6.4μmに縮め、画素数を増やす設計を採った。センサーのノイズはEOS 10D比で約1/3に、ダーク電流は75%減らしたとキヤノンは説明している。^{5プレス ASCII.jpキヤノン、一眼レフデジタルカメラの新製品『EOS 20D』を発表！9月下旬に販売開始予定}

価格.comのユーザーレビューは136件で、総合満足度は4.52である。項目別では画質、ホールド感、バッテリーの評価が高く、フラッシュ、携帯性、機能性は相対的に低い。レビューには、堅牢なマグネシウム合金ボディと実用的なバッテリー持ちを評価する声がある一方、内蔵フラッシュの性能を「限定的」とする指摘もある。^{9レビュー 価格.comCANON EOS 20D ボディ レビュー評価・評判}価格.comにはレビューの題や掲示板のスレッド名でこの機種を「名機」と呼ぶ投稿があり、スナップやスポーツなど幅広い用途で長年使い続けているというレビューもある。掲示板には後継のEOS 30DやEOS 40Dと比べてもバランスの取れた設計だったとする声がある。^{10掲示板 価格.com『名機20Ｄ・・・』 CANON EOS 20D ボディ のクチコミ掲示板}

専門媒体では、デジカメWatchの那和秀峻氏が「全体にバランスがよくとれていて、しかもこれという欠点がほとんどない」と結論づけ、ISO1600でもノイズが少なく、拡張ISO3200も「じゅうぶん実用になる感度」と評価した。一方で、広角17mm側でAFが前ピン気味になる傾向も指摘している。^{7レビュー デジカメWatch【那和秀峻の最新デジカメレビュー】キヤノン EOS 20D}dpreviewは、EOS 10Dに比べてプロサマー機らしさが薄れ、「ベビーEOS-1D」のような印象になったと評した。書き込み中にCFカードスロットの蓋を開けると電源が落ちる点は、設計上の弱点に挙げている。^{11レビュー dpreviewCanon EOS 20D Review}