Die S3 ist mit einer Weiterentwicklung des Leica ProFormat Sensors mit 64 Megapixel Auflösung ausgestattet. Mit 30 x 45 Millimetern entspricht er einerseits dem klassischen Seitenverhältnis einer Kleinbildkamera, andererseits besitzt er eine um 56 Prozent größere lichtempfindliche Fläche. Es war eine Entscheidung, die nicht nur einen positiven Einfluss auf die Bildqualität hat, sondern auch Voraussetzung dafür ist, mit der Leica S3 den charakteristischen Look des Mittelformats zu erzielen.

Für die Bildwirkung und Bildqualität ist dabei die Behandlung von Licht von entscheidender Bedeutung: Ein größerer Sensor erfordert Objektive mit größerem Bildkreis. Sie sorgen nicht nur für den mittelformattypischen, merklich geringeren Tiefenschärfebereich, sondern benötigen überdies aufgrund ihrer konstruktiven Merkmale keine extremen Öffnungsverhältnisse, um besonders viel Licht auf den Sensor zu leiten. Dank der größeren Sensorfläche wiederum ist jedes einzelne Sensorpixel größer, fängt daher mehr Licht ein und kann damit das Plus an Licht auch optimal verarbeiten.

Das Leica ProFormat markiert damit die ideale Balance aus Bildqualität und Gestaltungsmöglichkeiten für ein breites Spektrum fotografischer Einsatzmöglichkeiten – die ideale Synthese aus Kleinbild und klassischem Mittelformat.

Der Sensor der Leica S3 liefert nicht nur eine beeindruckende Auflösung, er erweitert auch den Dynamikumfang auf erkennbar mehr als 15 Blendenstufen und bildet so zwischen Licht und Schatten ein bislang unerreichtes Tonwertspektrum ab. Dank der hohen Sensorempfindlichkeit von bis zu ISO 50000 ist die Leica S3 nicht auf Studiolicht angewiesen: Ob on location, in der Reportagefotografie, bei Konzertaufnahmen oder bei Einsätzen auf Hochzeiten – wo immer vorhandenes Licht genutzt werden soll, spielt die Leica S3 ihre Stärken aus und setzt die Vorteile des großen Formats ins rechte Licht. Darüber hinaus erlaubt der CMOS-Sensor Videoaufnahmen und Live View als Ergänzung zum optischen Sucherbild.

Mit dem Leica CMOS-Sensor und dem Bildprozessor aus der Maestro II Serie verfügt die Leica S3 über die technischen Voraussetzungen für professionelle Videoaufnahmen in Cine 4K und Full HD.

Bei jeder Auflösung wird die volle Breite des Sensors genutzt, sodass auch Videoaufnahmen den besonderen Look haben, den man von Fotos im Mittelformat kennt. 

Egal ob Video oder Still, der horizontale Blickwinkel ist identisch. Die herausragende Bildqualität und die spezielle Charakteristik der S-Objektive verleihen den Aufnahmen ein einzigartiges cineastisches Flair. Wie die Fotos bestechen auch die Videos mit selektiver Schärfe und dem für Leica typischen Bokeh.

Die hohe Qualität der Filmbilder bleibt durch die 4:2:2-Farbabtastung und die Speicherung im MOV-Format mit Timecode erhalten. Dank der MotionJPEG-Kompression der Videodaten gibt es keine Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Frames, sodass dieses Format bereits ohne Konvertierung ideal für den Filmschnitt geeignet ist. Alternativ zur internen Filmaufzeichnung bis Cine 4K bietet die Leica S3 auch einen unkomprimierten Stream in Full HD zur Kontrolle auf einem angeschlossenen Monitor oder zur Aufzeichnung mit einem externen HDMI-Rekorder.

Auch im Videomodus der Leica S3 stehen nicht nur alle Objektive des S-Systems zur Auswahl, sondern auch adaptierbare Objektive anderer Mittelformatsysteme. Die Leica S3 bietet für die gebräuchliche manuelle Scharfstellung beim Filmen diverse Hilfen zur optimalen Fokussierung an. Eine Anzeige scharfer Bildbereiche durch Focus Peaking etwa erleichtert die Identifikation der Position optimaler Schärfe. Die optionale Clipping-Anzeige und die Einblendung von Grids komplettieren die Unterstützung bei Videoaufnahmen. Automatisch oder manuell ausgesteuerter Stereoton zum bewegten Bild lässt sich mit dem eingebauten oder einem externen Mikrofon mit 48 kHz und 16 Bit aufzeichnen.