Leica S3 została wyposażona w najnowszą generację sensora Leica ProFormat. Teraz o rozdzielczości 64 megapikseli. Przy wymiarach 30 x 45 mm odpowiada współczynnikowi kształtu klasycznego formatu 35 mm, a jednocześnie zapewnia o 56% większą powierzchnię wrażliwą na światło. Ta zmiana nie tylko pozytywnie wpłynęła na jakość obrazu, ale była również znaczącym czynnikiem w osiągnięciu charakterystycznego klimatu średnio formatowych zdjęć wykonanych za pomocą Leiki S3.

Sposób, w jaki światło jest przetwarzane przez system, odgrywa decydującą rolę w tworzeniu wizualnego zapisu: większy sensor wymaga obiektywów z większym polem obrazowym. Zapewniają one nie tylko znacznie płytszą głębię ostrości, typową dla obiektywów średnioformatowych, ale ponadto, ze względu na swoje cechy konstrukcyjne, nie wymagają wyjątkowo dużych przysłon, aby umożliwić padanie dużej ilości światła na matrycę. Jednocześnie, dzięki większemu rozmiarowi czujnika, każdy pojedynczy piksel jest większy, wychwytuje więcej światła, a tym samym jest w stanie przetwarzać tę dodatkową informacje w optymalny sposób.

Dlatego Leica ProFormat reprezentuje idealną równowagę między jakością obrazu a możliwościami twórczymi dla szerokiego spektrum zastosowań fotograficznych i wykorzystuje idealną syntezę formatu 35 mm i tradycyjnego formatu średniego.

Czujnik Leica S3 zapewnia nie tylko imponującą rozdzielczość, ale także zwiększa zakres dynamiczny do ponad 15 stopni, a tym samym ma niespotykany wcześniej zakres tonalny między cieniami i światłami. Dzięki wysokiej czułości sensora do ISO 50000 Leica S3 nie musi polegać na oświetleniu studyjnym. Czy to na lokacji, podczas reportażu, czy na weselach - gdy tylko mamy dostęp do światła zastanego - Leica S3 ujawnia swoje zalety. Ponadto czujnik CMOS umożliwia nagrywanie wideo i podgląd na żywo jako alternatywę dla optycznego obrazu w wizjerze.

Dzięki matrycy Leica CMOS oraz procesorowi obróbki obrazu Maestro II Leica S3 ma wszystko to, czego potrzeba aby rejestrować profesjonalne filmy w rozdzielczości 4k i Full HD.

W obu przypadkach, aparat korzysta z pełnej szerokość matrycy, co nadaje nagraniom specjalny wygląd znany ze średnioformatowych zdjęć.

Perspektywa pozioma pozostaje identyczna, zarówno podczas robienia zdjęć, jak i ruchomych zdjęć. Wyjątkowa jakość obrazu i charakterystyczny obraz z obiektywów S-Lenses nadają nagranym filmu wyjątkowego charakteru. Dzięki selektywnemu ustawianiu ostrości i charakterystycznemu efektowi bokeh ruchome wideo wykonane aparatem S3 zapiera dech w piersiach tak jak zdjęcia.

Wysoka jakość ujęć filmowych jest zachowana dzięki próbkowaniu kolorów 4:2:2, a pliki są przechowywane w formacie MOV wraz z kodem czasowym. Dzięki kompresji plików wideo w formacie Motion JPEG klatki są osobne. Dlatego ten format jest idealny do edycji filmów, nawet przed konwersją. Jako alternatywa dla wewnętrznego nagrywania wideo o rozdzielczości do 4K, Leica S3 oferuje również nieskompresowany strumień w rozdzielczości Full HD, który można oglądać na podłączonym monitorze lub nagrywać za pomocą zewnętrznego rejestratora HDMI.

Podczas nagrywania wideo za pomocą Leiki S3 użytkownicy mogą nie tylko wybierać z całej gamy obiektywów S, ale mogą także korzystać z obiektywów innych systemów średnio formatowych z odpowiednimi adapterami. Leica S3 wspomaga ustawianie ostrości w celu osiągnięcia optymalnej ostrości podczas ręcznego ustawiania ostrości, co zwykle jest stosowane podczas nagrywania filmów. Wykorzystanie funkcji Focus Peaking do wyświetlania ostrych obszarów obrazu stanowi na przykład praktyczną pomoc w określeniu punktów o optymalnej ostrości. Opcjonalne wyświetlanie clippingu i siatki kompozycyjnej uzupełnia zakres narzędzi dostępnych podczas nagrywania filmów. W przypadku ruchomych obrazów można nagrywać dźwięk stereofoniczny o częstotliwości 48 kHz poprzez wbudowany mikrofon lub mikrofonem zewnętrznym z automatyczną lub ręczną regulacją poziomu.