EOS R3采用佳能自主开发的全画幅背照堆栈式CMOS图像感应器，这是首款加入佳能眼控对焦技术的EOS数码相机。作为EOS R系列中首款采用竖拍手柄一体化的专业机型，整机轻量化设计，单机身重量仅约822克，采用镁合金外壳，并具有与EOS-1D X同等级别的防尘/防水滴性能。EOS R3配有可翻转3.2英寸约415万像素点液晶屏，采用与EOS-1D X系列通用的大容量电池LP-E19，支持AC电源适配器，也可支持通过USB Type-C端实现USB供电或充电，在长时间拍摄短片不用担心续航问题。配置方面，采用全画幅背照堆栈式CMOS图像感应器，拥有约2410万像素，常用感光度达到了ISO 100-102400的宽范围，扩展感光度高达ISO 204800。配合高性能DIGIC X数字影像处理器的高速图像处理，与具备高光学素质的RF镜头搭配，大幅提升了连拍速度同时，保障清晰度、噪点表现、光学性能等性能。EOS R3的机械快门耐用次数达到约50万次，并实现了最高1/64000秒的超高速快门，电子快门时滞最短仅为约20ms，方便强日光下使用大光圈镜头拍摄人像，或定格水滴飞溅等肉眼捕捉不到的高速动态瞬间。