新研发的61点高密度网状阵列自动对焦感应器的对焦点是EOS系列中最多的61点。61点中有41点为十字型。此外中央对焦点及其上下各2点共5点为双十字型。EOS-1D X搭载了对应最大光圈F4镜头的F4光束自动对焦感应器。41个十字型自动对焦点中的21点对应F5.6的十字型自动对焦,另有20点可在搭配最大光圈F4的镜头时进行十字型对焦。还有,可自动对焦的亮度范围最低界限值达到-2EV(EOS-1D Mark IV为-1EV)。-2EV的亮度下即使人眼也很难清晰识别被摄体。因此,很难进行手动对焦。但是即使在这样昏暗的场景下,EOS-1D X的自动对焦系统也可以捕捉到被摄体。
CMOS图像感应器的半导体制造,比起之前导入了更为精细的高集成度制造工艺。因此在确保光电二极管面积的同时,信号读取电路的配置也可变更,所以光信号的积蓄和传送较之前变得更加有效率。像素尺寸也比EOS-1Ds Mark III和EOS-1D Mark IV大幅提高,达到了约6.95×6.95微米。实现了高ISO感光度,低噪点,更为广阔的动态范围。
EOS-1D X的可自动对焦亮度范围是-2EV到18EV。比起EOS-1D Mark IV的-1EV到18EV范围,实现在更暗的-2EV条件下的自动对焦。这是自动对焦感应器像素构造改良的结果。即使是人类肉眼,在-2EV的亮度下,能见度也十分有限。同时高ISO感光度下也能实现高画质,使其即使在昏暗场景也能发挥性能。