Die Canon EOS 20D ist eine digitale Spiegelreflexkamera (DSLR) der Firma Canon. Die Kamera wurde im September 2004 als Nachfolger der Canon EOS 10D vorgestellt.
Der CMOS-Sensor im APS-C-Format liefert bei höchster Auflösung Bilder in einer Auflösung von 3504 x 2336 Pixeln (effektive 8,2 Millionen Pixel). Der Autofokus weist neun Messfelder mit Anzeige der aktiven Messpunkte im Sucher auf. Canon verwendet für die 20D erstmals in dieser Klasse den DIGIC-II-Prozessor. Besonders im Vergleich zum DIGIC in der Vorgängerversion, wie im Vorgängermodell Canon EOS 10D, ist dieser bei der Verarbeitung der Bilddaten um ein Vielfaches schneller und bringt eine spürbare Verbesserung. Mit der Canon 20D sind so Serienaufnahmen mit bis zu 23 Bildern in Folge bei fünf Bildern pro Sekunde möglich. Wie schon die Canon 10D besitzt auch die 20D ein Gehäuse aus Magnesium. Das Gehäuse ist jedoch auch hier nicht besonders gegen Spritzwasser geschützt. Das Batteriefach und der CF-Kartenslot haben keinerlei Abdichtung. Dafür sorgt ein USB-2.0-Anschluss für eine schnelle Übertragung der Bilder an einen USB-Host.
Das Canon EF-S-Objektivbajonett, zuvor mit der EOS 300D vorgestellt, ermöglicht den Anschluss von Canon-Objektiven der EF-S-Serie, die durch den kleineren Bildkreis speziell auf Digitalkameras mit APS-C-Sensoren abgestimmt sind und auch nur auf dieses Bajonett passen. Weiterhin ist auch die Verwendung von Canon EF-Objektiven oder Optiken von Fremdherstellern (z. B. Sigma, Tamron, Tokina) möglich.
Die Kamera beherrscht im Blitzbetrieb nur den E-TTL- bzw. E-TTL2-Modus, so dass ältere Systemblitze wie das Canon Speedlite 540EZ nur im manuellen Modus funktionieren oder wie der Canon Ringblitz ML-3 gar nicht zünden. Der Hersteller empfiehlt daher die Verwendung von E-TTL-tauglichen Geräten der EX-Reihe, wie z. B. das Canon Speedlite 580EX.
Die Canon 20Da ist eine Spezialversion der 20D, die für die Astrofotografie konzipiert wurde. Sie besitzt einen modifizierten Tiefpassfilter, der den für astronomische Beobachtungen wichtigen Wellenlängenbereich um die Alpha-Linie des Wasserstoffs (H α, Fraunhoferlinie) weniger dämpft. Außerdem wurde eine Fokussierhilfe eingebaut, die manuelles Fokussieren mit Hilfe einer vergrößerten Darstellung auf dem Display erleichtert, wodurch der Betrieb an Teleskopen stark vereinfacht wird.
Der Nachfolger der 20D ist die Canon EOS 30D.