Новая камера получила значительно более серьёзные видеовозможности, чем её предшественница - 600D. Переработанная 18-мегапиксельная матрица получила не только более высокую максимальную чувствительность (12800 вместо 6400), но и встроенные в матрицу датчики фазового автофокуса - усовершеснствование, которым до этого момента могли похвастаться только "беззеркалки" Nikon 1. В режиме Live View при съёмке видео 650D использует систему "гибридного" автофокуса - одновременно используя информацию о контрасте с основной матрицы и данные фазовых датчиков в центральной области кадра, что позволяет снимать видео с постояным следящим автофокусом. Так же камера получила встроенный стереомикрофон.
Ещё одним заметным отличием новинки от предыдущих камер серии стал экран - он теперь не только поворотный, но и является органом управления. Ёмкостной экран с функцией Multitouch имеет размер 3" и разрешение 1.04 мегапикселя.
Система автофокуса камеры при работе с опущенным зеркалом так же была усовершенствована - камера получила датчик автофокуса от 60D. В нём по прежнему 9 зот, но теперь все девять датчиков - перекрёстные, а центральный - сдвоеный, обеспечивающий большую точность автофокуса при работе с объективами F2.8 и более "светлыми". В предыдущих моделях линейки автофокус обеспечивали 8 обычных и центральный перекрёстный датчики.
Был усовершенствован так же затвор камеры - теперь он работает со скоростью 5 кадров в секунду, что позволяет, помимо серийной съёмки, использовать множество режимов брекетинга и подавление шума суммированием четырёх кадров (только в режиме JPEG).
Помимо этого, камера может корректировать хроматические аберации и виньетирование объектива, если в её памяти содержится информация о его характеристиках. В заводских настройках содержатся профили 20 наиболее популярных современных объективов Canon, но при желании эти профили можно переписать, "обучив" камеру работать со своим парком оптики.