D3X ger uttrycket högupplöst småbildsfotografering en ny innebörd, både vad gäller fotografering i studio och på fältet. Dess CMOS-sensor i FX-format med 24,5 megapixel levererar bildfiler med enastående detaljer och tonövergångar vid ISO-känsligheter från 100 till 1600. Den tillförlitliga slutaren, som är tillverkad i ett kompositmaterial av kevlar och kolfiber, ger tillsammans med bildbearbetningsmotorn EXPEED möjligheter till serietagningar med upp till 5 bps (7 bps i beskuret DX-läge). Det avancerade systemet för motividentifiering ger exponeringar av överlägsen kvalitet, och arbetar tillsammans med Nikons hyllade 51-punkters AF-system som erbjuder en bred täckning av bildytan och separat valbara fokuspunkter. Valbara bildkontroller effektiviserar bearbetningen i kameran, vilket sparar tid vid postproduktionen. D3X har en högupplöst 3-tums LCD-monitor som kan användas tillsammans med två livevisningslägen, och en HDMI-utgång. Kamerahuset i magnesiumlegering tål tuffa tag och är väl tätat mot fukt och damm.