Laut Canon steckt in der M3 ein eigener neuer 24,2 Megapixel APS-C CMOS-Sensor mit sogenanntem Hybrid CMOS AF III und einem 49-Punkt-AF-System. Seine Empfindlichkeit reicht von ISO 100 bis ISO 12.800. Der neue Hybrid-Autofokus, bei dem einige Pixel des Bildsensors für den Phasen-Autofokus verwendet werden, soll gegenüber der Vorgängerin um den Faktor 6,1 schneller reagieren.
