撮像素子は有効1210万画素、1/1.7型の裏面照射型CMOS。レンズは24～120mm相当、F1.8～5.7の光学5倍ズームで、光学式手ぶれ補正とNDフィルターを備える。広角から望遠までを、携帯する薄型の本体にまとめた。^{2公式 キヤノンPowerShot S1203公式 キヤノン香港PowerShot S120 Product Details}

本体は100.2×59×29mm、電池とカードを含めて約217gである。メーカーはF1.8のレンズを搭載する薄型機として携帯性を訴求した。F1.8は広角端の開放値であり、望遠端ではF5.7となる。^{2公式 キヤノンPowerShot S120}

レンズ根元のコントローラーリングと背面ボタンには機能を割り当てられる。小さい本体でも設定へ直接アクセスする手段を残し、撮影者が操作する部分を用途に合わせて使える構成だった。^{1レビュー デジカメWatch新製品レビュー：キヤノンPowerShot S120}

画像処理エンジンはDIGIC 5からDIGIC 6へ変更した。ズーム範囲はS110と同じ24～120mm相当だが、広角端の開放F値はF2からF1.8、望遠端はF5.9からF5.7へ明るくなった。一方、ボディの厚さは26.9mmから29mmへ増えている。画角を維持しながらレンズの明るさを変え、本体寸法にも変更があった。^{1レビュー デジカメWatch新製品レビュー：キヤノンPowerShot S120}

液晶は3型のタッチ操作を継承し、表示は約46.1万ドットから約92.2万ドットへ増えた。画面に触れて操作する仕組みを残したまま、表示の細かさを更新した。^{1レビュー デジカメWatch新製品レビュー：キヤノンPowerShot S120}

高速連写は最初の5枚が約12.1枚/秒、その後は約9.4枚/秒となる。公式には対応カードなどの条件下で最高635枚という値も示された。撮り始めの速度と、それ以降に続ける速度を分けた仕様であり、全枚数を一定の最高速で撮影するという意味ではない。^{2公式 キヤノンPowerShot S120}

AF追従連写は、S110の約2.1枚/秒から約5.5枚/秒へ向上した。最速の連写とは別に、ピントを追わせる撮影でも速度を更新している。撮影対象の動きに合わせて連写を使う場面に関わる改良だった。^{1レビュー デジカメWatch新製品レビュー：キヤノンPowerShot S120}

公式に掲げたAF時間は約0.10秒、撮影タイムラグは約0.13秒である。いずれも明るさLV13～14、シングル中央AFなどの測定条件を伴う。連写の枚数だけでなく、一枚を撮り始めるまでの応答も、速度の訴求に含めた。^{2公式 キヤノンPowerShot S120}

本体のコントローラーリングや露出操作を保つ一方、Wi-Fiによる画像共有にも対応する。薄い本体で設定を選んで撮る使い方に、撮った画像を送る機能を加えた構成である。^{2公式 キヤノンPowerShot S120}

撮影対象を広げる機能として、星空、星空軌跡、星空タイムラプスのモードを用意した。同じ星空を対象にしても、記録する表現を選べる。背景ぼかしモードも備え、リングなどで露出を自分で決める方法と、用途に応じた撮影モードを併設した。^{3公式 キヤノン香港PowerShot S120 Product Details}

動画はフルHDの60pに対応した。静止画の高速連写とAF追従、撮り始めの応答、動画のフレームレートという複数の部分で速度を更新し、それを持ち歩くSシリーズのボディへまとめたカメラだった。^{3公式 キヤノン香港PowerShot S120 Product Details}