Konstrukcja Speedlite'a 580EX II jest jeszcze bardziej pancerna niż 580EX, a lampa posiada pełne uszczelnienie anty-pogodowe. Ma też własny czujnik pomiarowy. Pozwala wykorzystywać go do pracy poza aparatem - z możliwością ustawienia czułości i przysłony automatyki tyrystorowej; jak i na aparacie - z możliwością automatycznego przenoszenia tych wartości na przykład z nowego Canona EOS-1D Mark III. Obok funkcji pomiaru czujnikiem zewnętrznym - dostępnej już od dawna w systemie Nikona - nowa lampa posiada też wbudowane gniazdo synchronizacyjne, oraz metalową, uszczelnioną stopkę, z nową, ergonomiczną blokadą. W blokadę wyposażono także pokrywę komory baterii.

Canon Speedlite 580EX II ładuje się o 20% szybciej od poprzednika (docenią to bez wątpienia fotoreporterzy), posiada 14 funkcji indywidualnych (32 ustawienia), a ich obsługę także można prowadzić bezpośrednio z EOSa-1D Mark III. Oczywiście nowy flesz pracuje w systemie pomiarowym błysku E-TTL II, który uwzględnia odległość obiektu, automatycznie dostosowuje też kąt rozsyłu światła do wielkości matrycy aparatu i przekazuje do niego dane o temperaturze barwowej emitowanego światła. Ze starszymi modelami aparatów Canon Speedlite 580EX II współpracuje w systemach E-TTL i TTL.

Do Speedlite'a 580EX II Canon przewidział szereg akcesoriów systemowych, między innymi nowy uchwyt Canon Speedlite Bracket SB-E2, umożliwiający montaż lampy z boku aparatu, oraz nowy zestaw zasilający Canon Compact Battery Pack CP-E4. Lampa standardowo zasilana jest czterema bateriami AA (popularne paluszki) dostępnymi niemal w każdym sklepie.