作为EOS 10D的后续机型的EOS 20D采用了APS-C画幅尺寸的800万像素CMOS影像传感器，依旧定格在1.6倍焦距变换比率。运用了全新的菱形排列9点AF系统，对焦速度从10D的2.5秒迅猛提高到0.2秒，另外配备了EOS 1D MarkII所使用的DIGIC II影像处理器，使得最大连拍速度提升到5张/秒。
快门速度提高到1/8000秒
EOS 20D快门速度相比10D的1/4000秒更快，达到了1/8000秒。另外，它的闪光同步速度也从10D的1/200秒提升到了1/250秒。
EOS 20D的菜单系统有一定的改变。它将色彩管理的菜单分割成了2个预制的参数，预制的对比度、锐度和饱和度都比10D要高。另外，20D的黑白模式也有调整，它内置了多种数字滤镜。
从上图可以看出，EOS 20D的颜色管理分别具有sRGB和Adobe RGB选项，这也是和10D的不同之处。EOS 10D号称支持RAW+JPEG，但事实上，它只提供了内嵌在RAW中的JPEG文件。EOS 20D现在支持真正的RAW+JPEG，在这种模式下，它可以分别记录RAW（.CR2）和JPEG（.JPEG）文件。
EOS 20D提供了全新的白平衡设置，它提供了2条轴线，分辩是蓝色、琥珀色、紫色和绿色。白平衡的设置可以通过拨轮来进行选择设置。EOS 20D还提供了长时间曝光设定，当然，也可以关闭它的降躁功能，佳能宣称20D在长时间曝光下，画面表现将会比10D更好。
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