高性能画像処理エンジンEXPEED 5とCMOSセンサーの連携により、常用感度がISO 100～51200へと拡張。高感度域のノイズ低減も向上し、従来では撮影の難しかった暗さでも、ノイズが少なく鮮鋭な描写を実現します。さらにLo 1（ISO 50相当）までの減感、Hi 5（ISO 1640000相当）までの増感が可能。光の少ない環境下にも対応する高性能な測光やAF性能と相まって、より多彩なシーンでの撮影を可能としています。

ニコンDXフォーマットのフラッグシップモデルD500と同じ撮像素子を搭載しています。有効画素数は2088万画素。解像感を維持しながら、最適なバランスでノイズ低減を行うため、高感度でも卓越した描写力を発揮します。さらに、光学ローパスフィルターレス仕様による解像力とNIKKORレンズの圧倒的な光学性能との相乗効果により、すみずみまで鮮鋭な画像を実現します。

ライブビュー時には被写体の一部分を選ぶことで、ホワイトバランスのプリセットマニュアルデータを簡単に取得できる「スポットホワイトバランス」を搭載。ライブビュー画面に映るさまざまな被写体の中から、特定の被写体や部位にピンポイントでホワイトバランスを合わせることができます。画像モニターに表示されるプリセットマニュアルデータ取得用の枠は、タッチ操作で移動可能。グレーカード等を使用する必要がなく、近づけない被写体のデータもすばやく取得でき、シャッターチャンスを逃すことなくホワイトバランスをプリセットできます。種類の異なる光が混在するスタジアムや室内でのスポーツ撮影などにも便利です。