Matryca CMOS w formacie DX o rozdzielczości 12,3 mln pikseli pozwala
rejestrować zdjęcia o wyjątkowej szczegółowości i sporządzać
zachwycające wydruki o rozmiarach plakatów. Wbudowany układ
automatycznego czyszczenia matrycy ogranicza do minimum wpływ kurzu na
zdjęcia.
Mechanizm przetwarzania obrazu EXPEED służy optymalizacji wydajności działania aparatu i utrzymywaniu najwyższej jakości zdjęć.
Wysoka czułość (ISO 200–3200) z możliwością zwiększenia do odpowiednika ISO 6400 i obniżenia do
odpowiednika ISO 100. Umożliwia stosowanie krótszych czasów otwarcia
migawki w celu znacznego ograniczenia ryzyka rozmycia obrazu przy
fotografowaniu szybko poruszających się obiektów lub wykonywaniu zdjęć w
słabych warunkach oświetleniowych.
Aktywna funkcja D-Lighting zachowuje szczegóły w rozjaśnionych i zacienionych obszarach kadru,
zapewniając doskonałej jakości zdjęcia o naturalnym kontraście. Można ją
włączać manualnie lub automatycznie i ma cztery poziomy intensywności
działania, m.in. bardzo wysokie.
Funkcja Picture Control umożliwia dostosowywanie wyglądu i nastroju wykonywanych fotografii. Do
wyboru jest sześć ustawień: Standardowe, Żywe, Neutralne,
Monochromatyczne, Portretowe i Krajobrazowe.
System rozpoznawania scenerii z funkcją wykrywania twarzy łączy dane z czujników autofokusa i pomiaru światła w celu precyzyjnego
dobierania ekspozycji i wykonywania zdjęć o dużej ostrości. Ponadto
wykrywa zarysy twarzy na potrzeby rejestrowania zdjęć portretowych i
grupowych z naturalnie wyglądającymi odcieniami skóry.
Zaawansowane automatyczne ustawianie ostrości z użyciem wszechstronnego, 11-punktowego systemu autofokusa opartego na module Multi-CAM1000 umożliwia szybkie i dokładne ogniskowanie w dowolnej części kadru.
Tryby pól AF sprawdzają się w większości warunków zdjęciowych i obejmują
opcję Śledzenie 3D (11 punktów), która pozwala modyfikować kompozycję ujęcia już po ustawieniu ostrości na główny obiekt.
Tryb Podgląd na żywo z autofokusem ułatwia komponowanie zdjęć przy użyciu monitora LCD. Dostępne są trzy
tryby AF: Priorytet twarzy przeznaczony do zdjęć portretowych (umożliwia
wykrywanie maksymalnie pięciu zarysów twarzy w obrębie kadru), Szeroki
plan do fotografowania bez statywu i Normalne pole do fotografowania z
użyciem statywu.
Nowatorska funkcja D-Movie pozwala rejestrować filmy w formacie Motion JPEG (AVI). Duża matryca
aparatu (w porównaniu z matrycami typowych kamer amatorskich) i wysoka
czułość zapewniają wyjątkową jakość obrazu. Filmowanie można wzbogacić o
techniki fotograficzne dzięki skorzystaniu z szerokiej oferty
wymiennych obiektywów NIKKOR: od modeli typu „rybie oko”, poprzez
szerokokątne, aż do superteleobiektywów, a nawet modeli Micro NIKKOR
umożliwiających bardzo duże zbliżenia.

Trzycalowy monitor LCD o wysokiej rozdzielczości (920 tys. punktów) i kącie oglądania 170 stopni ułatwia korzystanie z funkcji Podgląd na żywo.
Zaawansowane programy tematyczne automatycznie optymalizują ustawienia aparatu, m.in. Przetwarzanie obrazu i Aktywną funkcję D-Lighting, pod kątem popularnych stylów, efektów i
scenerii fotograficznych. Do wyboru są programy Portret, Krajobraz,
Makro, Zdjęcia sportowe i Portret nocny.
Jasny wizjer z pryzmatem pentagonalnym o 96-procentowym pokryciu kadru i dystansie widzenia całej matówki
wynoszącym 19,5 mm umożliwia precyzyjne komponowanie fotografii.
Szybkie reagowanie na polecenia: czas uruchamiania około 0,15 s, opóźnienie migawki 65 ms i prędkość zdjęć seryjnych 4,5 klatki na sekundę.
Rozbudowane menu retuszu udostępnia bogatą paletę efektów fotograficznych, m.in. „Rybie oko”,
Korekta zniekształceń i Prostowanie. Oryginalne zdjęcie pozostaje
niezmienione, a model D90 szybko i w prosty sposób tworzy jego duplikat,
który można edytować i poprawiać za pomocą aparatu.
Wszechstronne funkcje odtwarzania,
m.in. wbudowany pokaz slajdów Pictmotion, widok 72 miniatur, widok
kalendarzowy i histogram, który można wyświetlać również dla
powiększonych obszarów fotografii.