佳能650D采用LP-E8專用可充電鋰電池，可拍攝約440張照片。

佳能650D是一款APS畫幅單反數碼相機，采用新開發的約1800萬有效像素CMOS圖像感應器，在約22.3×14.9毫米的有效空間內合理配置像素。佳能650D搭載HybridCMOSAF，位于圖像感應器中央區域的部分像素用于相差檢測自動對焦，快速檢測合焦位置后再進行反差檢測自動對焦完成精確合焦，實時顯示拍攝和短片拍攝時自動對焦更迅速、順暢。高效控制相機的DIGIC5數字影像處理器數據處理能力為DIGIC4的約6倍。DIGIC5數字影像處理器帶來了更低噪點，常用感光度范圍拓寬至ISO100-12800，擴展設置時最高可用ISO25600拍攝。

佳能650D約104萬點3.0英寸可旋轉液晶顯示屏結合了智能手機等常用的電容式觸控技術，只需用手指觸摸畫面就可操作多種多樣的功能。可通過手指觸摸操作改變對焦點，還可以使用觸摸快門功能，通過觸摸畫面完成對焦到釋放快門的整個拍攝過程。利用豐富的自動對焦方式特性可實現多樣的拍攝方式。在實時顯示模式下可在4種對焦方式中隨意切換：“面部+追蹤”、“自由移動多點”、“自由移動1點”、“快速模式”，其中前3種對焦方式時HybridCMOSAF在畫面中央附近的有效區域內發揮作用。

佳能650D是EOS數碼單反相機系列中首款搭載了全十字型自動對焦感應器的3位編號機型。9個自動對焦點都配置了對應F5.6光束的十字型自動對焦感應器，可以不受被攝體形狀和拍攝位置影響進行穩定對焦。使用頻率高的中央對焦點斜上還配置了搭配大光圈鏡頭時可發揮效果的對應F2.8光束十字型自動對焦感應器。對應F2.8和F5.6光束的雙十字型自動對焦提高了對焦精度。

佳能650D采用DIGIC5數字影像處理器，數據處理性能為DIGIC4的約6倍，能夠迅速處理從CMOS圖像感應器獲得的約1800萬像素龐大圖像數據，進一步實現低噪點化。高感光度拍攝也能不損失解像感地細致再現被攝體細節部分。DIGIC5數字影像處理器的降噪處理使常用ISO感光度提高了約1級。另外，相機內圖像處理采用14位(16384色階)模數轉換，能夠再現豐富層次，以平緩過渡的色調表現夕陽下天空的漸變和人物肌膚等，拍出數碼單反相機才有的畫質。