DxOMark实验室公布徕卡S传感器测试结果，综合得分76分，DxOMark认为该相机在低感光度下画质表现细腻。徕卡S搭载3750万像素30×45mmCCD传感器，感光度范围ISO100-1600，2GB机身缓存为相机提供了1.5fps的连拍速度。
从测试结果来看，受制于CCD传感器特性，徕卡S传感器在与两款主流135全画幅相机的比较中占不到任何便宜，动态范围和弱感光度表现均低于索尼A7R和尼康D800E。
在与另外两款中画幅相机的比较中，徕卡S传感器除了价格似乎也没有优势。其中飞思IQ180使用一块8000万像素645全画幅传感器 (53.7×40.4mm)，而徕卡S传感器不仅尺寸(30×45mm)更小、分辨率更低，其综合表现也远不及前者。总体而言，徕卡S的表现与宾得 645D接近。
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