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徕卡M9是号称“全球最小全画幅系统”的数码相机。M9继承了M系列旁轴机型数十年来的光辉传统，外观和M8几乎完全一样。但在内部，它搭载了一颗由柯达专为徕卡开发的1800万像素全画幅CCD感光元件，尺寸为36x24mm，CCD微透镜系统为M系统镜头进行了优化设计，改善边缘成像，让M9可支持从1954年来几乎所有的M系统镜头。另外，该CCD没有使用低通滤镜，但直接搭载了一块改进后的红外/紫外滤镜，从此不需要在镜头上安装UV镜或红外滤镜，而摩尔纹问题则交给软件解决。
M9搭载由微处理器控制的超静音金属快门，速度为32到1/4000秒，闪光同步速度1/180秒，2FPS连拍最多8张。双影像处理器，感光度ISO 160-2500(可扩至ISO 80)，支持压缩/非压缩DNG或JPG格式存储。操作上增加了专用的ISO设置按键，继续使用2.5寸23万像素液晶屏，SD卡存储，并捆绑Adobe Lightroom 2软件销售。整机尺寸为139x80x37mm，重589g，有传统的黑色和新的金属灰色两款。