佳能6D2配備了雙套自動對焦系統，即取景器拍攝下強效應對動態被攝體的全45點十字型自動對焦和實時顯示拍攝下自動對焦範圍廣的全畫素雙核對焦。兩個系統都採用了支援高速、高精度自動對焦的相差檢測方式。
6D2中央的對焦點，是F2.8與F5.6重疊呈米字型。因此，當鏡頭最大光圈是F4的時候，或者F5.6的時候，中央F2.8的對焦點不工作，只有F5.6的工作。F2.8的對焦點是指在使用最大光圈大於或等於2.8的鏡頭時能工作的對焦點，F5.6對焦點是指在使用最大光圈大於或等於5.6的鏡頭時能工作的對焦點。統計對焦點數量，是點的數量，在取景器中能看到它的位置，6D2對焦點數量是45個，F5.6的數量也是45個。
