В камере используется созданный компанией Canon датчик изображения типа CMOS формата Super 35 разрешением 8,85 Мп. Верхняя граница диапазона светочувствительности — ISO 102 400, что позволяет вести съемку даже при слабом освещении.

Камера способна формировать видеопоток со скоростью до 410 Мбит/с в формате 4K с 10-разрядным представлением и цветовой дискретизацией 4:2:2 или 10-разрядный или 12-разрядный сигнал с цветовой дискретизацией 4:4:4 в форматах 2K и Full HD. Поддерживаются разрешения 3840 x 2160 и 4096 x 2160 пикселей. Для сменных носителей есть два слота CFast 2.0 и один слот SD. Кроме того, EOS C300 Mark II позволяет сохранять необработанные файлы RAW на внешнее устройство.

Производитель отмечает возможность ручного и автоматического управления, усовершенствованную систему автоматической фокусировки Dual Pixel CMOS AF (с охватом порядка 80 % кадра), функции автоматического баланса белого и автофокусировки с распознаванием лиц.

В камере используется новая серия кодеков XF AVC H.264, совместимых со стандартными нелинейными системами монтажа. Для формата 4K предназначен кодек XF AVC intra, для 2K и Full HD — XF AVC (Long GOP или Proxy). Максимальная кадровая частота составляет 30 к/с в случае формата 4K и 120 к/с — в случае форматов 2K и Full HD.

Камера совместима более чем с 90 моделями объективов EF и EF Cinema, а также с кинематографическими зум-объективами Canon с сервоприводами. Возможна замена в центре обслуживания крепления EF на крепление EF с кинематографическим замком или стандартное для отрасли крепление PL. Модульный корпус EOS C300 Mark II делает камеру совместимой с широким кругом аксессуаров.