有効画素数2450万画素、像面位相差AF画素搭載の裏面照射型CMOSセンサーと画像処理エンジン「EXPEED 6」を採用。最高常用感度ISO 51200を達成し、高感度でも解像感を保ちながら効果的にノイズを低減します。また、4K UHD対応のHLG（Hybrid Log-Gamma）方式のHDR動画撮影にも対応。シャッタースピードは1/8000秒～最長900秒（15分）まで露光時間を設定することが可能です。ファインダー撮影用に「ニコン D5」のAFアルゴリズムを最適化して搭載し、ライブビュー撮影には、「ニコン Z シリーズ」に採用したハイブリッドAFシステムをニコンのデジタル一眼レフカメラとして初めて搭載しています。