モータースポーツなどの撮影に適した、手ブレ補正機構搭載の大口径望遠Lレンズ。EF500mm F4.5L USMの後継機種として開発された。光学系は開放F値をF4に大口径化、蛍石レンズ1枚、UDレンズを2枚配置することで超高画質を達成している。保護ガラスや後部フィルターも標準搭載しておりレンズ枚数に含まれている。手ブレ補正効果はシャッタースピード換算で約2段分^* 、流し撮りなどで発生するファインダー像のゆれを 防止する「手ブレ補正モード2」も搭載、手ブレ補正機能ON状態での三脚使用も可能となっている。フォーカスレンズ群の軽量化とAF駆動アルゴリズムの改善により、超高速AFを達成、AFを一時的に中断する新機能、AFストップ機能も新たに採用した。マニュアルフォーカスはメカニカル方式で、省電力仕様となっている。主要部品にはマグネシウム合金を採用、光 学系の軽量化なども含め、従来レンズから大幅な軽量化を達成した。またマウント部やスイッチ類等にラバー部材を採用し、優れた防塵・防滴性を実現した。三脚座は着脱可能で、ドロップインフィルター52(標準装備)、カーボンファイバー製フード、スーツケース型レンズケースも使い勝手に優れた仕様となっている。

* 手ブレを防ぐ限界の目安である「1/焦点距離」秒に対して