新的24-70的红圈镜头跟上一代比较改进很多，最明显之处是广角端由进一步伸延至24mm.新的改进除有利全画幅拍摄外，在现在APS-C画幅数码单反相机当道的情况下，24-70L在广角端的相对焦距上比24-70L缩短6.4mm，令用户在焦段上的运用比以前更加灵活。
新一代24-70的红圈镜头采用了双光圈，它是镜头设计了两片光圈。之所以这样做，是因为真正的变焦恒定光圈镜头，在光学上设计有一定困难.简单的解决方法就是在变光圈设计中，设置两片光圈，比如16-35L的镜头，在16mm端的光圈就大于F2.8，它前面的一片光圈是真正的光圈，后面一片只是遮挡部分光线。
24-70L采用13组16片设计，虽然镜片数目跟上一代28-70L一模一样，两者第1片的非球面镜片都是利用高精度研磨技术铸造，而24-70L的第12片及第16片则分别改用UD低色散镜片及玻璃模造非球面镜片，可分别修正垂直色差及在变焦时出现的像差问题，其次镜片上的多层镀膜也专门针对数码摄影进行了优化，配合第15片镜面的外围也加入挡光沟槽，可进一步减少鬼影及光斑等光害。
第二代镜头采用了2片非球面镜片，以及超低色散镜片和优化的镜头镀膜，在全焦距范围内均可达到极高的成像质量、更快的自动对焦速度。并具有良好的防尘、防潮性能。