感光度提升至25600。 常用感光度为ISO 100-12800，覆盖范围广，可应对多种场景。使用扩展功能还可以选择ISO 25600，在夜间和昏暗的室内不使用闪光灯也能拍摄。ISO自动功能可以设置ISO感光度的上限，拍摄时可根据意图兼顾高感光度和高画质。无间隙微透镜是支持此高感光度性能的图像感应器技术之一。通过提高聚光率得到良好的信噪比。另外，采用高效的光电二极管结构，力求使图像感应器传出的数据本身实现低噪点化。EOS 650D采用的先进图像感应器技术和数字影像处理相关技术强强联手，大幅提高了高感光度拍摄时的画质。
9点全十字对焦。 EOS 650D是佳能首款搭载了全十字型自动对焦感应器的EOS系列3位编号机型。全部自动对焦点都呈十字型配置了两组对应F5.6的线型自动对焦感应器。使用频率高的中央对焦点在十字型配置的基础上，斜向上还配置了对应F2.8光束十字型自动对焦感应器，可实现精密的合焦。可自动对焦的亮度是-0.5EV到18EV（23℃、ISO 100），范围宽广，昏暗场景中也能切实捕捉被摄体。全部对焦点都搭载了十字型自动对焦感应器，提高了自动对焦精度。对画面周边的被摄体也能准确、流畅地进行对焦。
手持夜景模式。 手持夜景模式是活用新功能“多张拍摄降噪”的拍摄模式。相机自动选择不容易发生手抖动的快门速度，连续拍摄4张图像后将图像合成。可以拍摄出低噪点、高画质的夜景。图像合成时，相机会对图像的错位和人物的抖动自动进行补偿，因此，手持拍摄也可以拍出手抖动少、画质鲜明的夜景。
连拍每秒5张。 EOS 650D搭载了专门为其开发的新型快门单元。采用电子控制的纵走式焦平面快门。新型快门单元的特点是快门前帘由3片帘幕（EOS 600D为2片）组成，帘幕叶片的增加分散了快门工作时的负担。快门单元的耐久性得到大幅提高。快门速度可在1/4000秒至30秒之间选择，根据所选拍摄模式进行电子控制。也能进行B门拍摄。闪光同步速度1/200秒，日光同步时可以使用最大光圈附近的光圈拍摄，还能在人像等摄影中活用虚化。另外，还搭载了可高速驱动快门的新结构，可进行最高约5张/秒的高速连拍，应对日常场景中多种多样的运动被摄体，捕捉决定性瞬间。连拍张数为L：约22（30）张、RAW：约6（6）张、RAW+L：约3（3）张。括号内是使用对应UHS-I（Ultra High Speed）的8GB存储卡时的连拍张数。
新DIGIC 5代数字影像处理器。 EOS 650D采用DIGIC 5数字影像处理器，数据处理性能为DIGIC 4的约6倍，能够迅速处理从CMOS图像感应器获得的约1800万像素庞大图像数据，进一步实现低噪点化。高感光度拍摄也能不损失解像感地细致再现被摄体细节部分。DIGIC 5数字影像处理器的降噪处理使常用ISO感光度提高了约1级。另外，相机内图像处理采用14位（16384色阶）模数转换，能够再现丰富层次。