EF 70-200 f/4L IS II USM的镜片结构延续了上代15组20片的设计，包含的1枚萤石镜片和两枚UD镜片也与上代相同，不过从官方给出的MTF曲线来看是有一些提升的，这来自于镜片组的细微变化，佳能将第一组镜片做了略微前移，并且有8枚镜片的形状做了更改。
70mm端分辨率测试（100%截图）
从分辨率测试来看，广角端全开光圈的中心分辨率表现还是可圈可点的，直到F16开始出现下降。而边缘分辨率相较中心有一些下降，在F11时的表现是最突出的。
200mm端分辨率测试（100%截图）
远望端分辨率的表现和广角端稍有区别，尤其中心F8-F16之间的表现突出，使得原本还不错的全开有些暗淡；而边缘分辨率在F11-F16范围内到达顶峰；另外，远望端小光圈下的画质下降不如广角端明显，所以整个远望端的表现其实是要优于广角端的，这也符合这款镜头的本质定位。
萤石镜片作用示意
色散测试
得益于萤石镜片与UD镜片的运用，“小小白兔”的色相差表现也可圈可点，这点不仅体现在上述的分辨率水平上，也将高反差边缘的色散现象控制的微乎其微，无论是广角端还是长焦端，全开光圈下焦内焦外的表现和收缩1挡光圈几乎无异，没有明显的“紫边绿边”出现。
