La nuova reflex digitale firmata Canon è dotata di un sensore CMOS full-frame da 20,2 megapixel, un potente sistema di imaging full-frame, Wi-Fi e connettività  GPS.
Il robusto corpo macchina della EOS 6D è realizzato in parte in magnesio ed è sigillato contro polvere e condensa mentre la presenza di un sensore full-frame offre un maggiore controllo sulla profondità  di campo nei ritratti, consentendo ai fotografi di isolare facilmente i loro soggetti con una seducente sfocatura dello sfondo.
Con EOS 6D, inoltre, è possibile sfruttare il pieno potenziale degli obiettivi grandangolari EF per cogliere ogni dettaglio di un ampio paesaggio, con una gamma di focali a partire da 8 mm. Il potente processore DIGIC 5+ offre una serie di modalità  automatiche, funzioni di scatto creative e controlli manuali. 

EOS 6D è anche ricca di funzioni. La modalità  HDR consente la lettura dei dettagli nelle alte luci e nelle ombre in condizioni critiche di illuminazione, mentre le esposizioni multiple permettono ai fotografi di combinare fino a nove distinte esposizioni in una singola immagine direttamente in camera, per creare una foto finale con un effetto drammatico. La modalità  Silent Drive offre una soluzione interessante per la ripresa di ritratti spontanei o per le foto di matrimonio, e una livella elettronica ad asse singolo, accessibile attraverso il mirino o tramite lo schermo LCD, assicura orizzonti sempre "in bolla" durante la composizione dell'immagine.    


Primo modello EOS con connettività  Wi-Fi integrata, EOS 6D consente ai fotografi di condividere il loro lavoro subito dopo la ripresa. Le immagini possono essere trasferite in modalità  wireless a dispositivi di memorizzazione esterni, caricate su Facebook e YouTube, o stampate in modalità  wireless utilizzando una stampante o multifunzione Canon con Wi-Fi. In alternativa, le immagini e i filmati possono essere visualizzati su televisori ad alta definizione compatibili DLNA. Collegando la fotocamera in modalità  wireless a uno smartphone, i fotografi possono controllare a distanza la scena, regolando le impostazioni di ripresa e di messa a fuoco, attivando l'otturatore e visualizzando poi l'immagine ottenuta. 
Grazie al GPS integrato di EOS 6D, le immagini possono essere contrassegnate con i dati di localizzazione al momento dello scatto. I viaggiatori possono anche realizzare una registrazione più completa del loro itinerario con la funzione GPS logger, che consente di visualizzare il percorso effettuato utilizzando il software Map Utility in dotazione.     
Misurando solo 144,5 x 110,5 x 71,2 millimetri per 770 g di peso, EOS 6D è la più compatta reflex digitale full-frame EOS mai prodotta.