画素数は、D3の有効1,210万画素から有効2,450万画素になった。最大記録解像度はFXフォーマット時が6,048×4,032ピクセル、5:4時(30×24mm)が5,056×4,032ピクセル(2,040万画素相当)、DXフォーマット時(24×16mm)が3,968×2,640ピクセル(1,050万画素相当)。 撮像素子はADコンバーター内蔵タイプを採用した。画素特性の最適化を図り、1画素あたりの光の取り込み量を十分に確保したことで、ISO感度全域で優れたノイズ低減を実現したほか、暗部の解像力に優れるとしている。RAW記録は12bitまたは14bit。センサーサイズは35.9×24mm。D3は36.0×23.9mmだった。 ファッション写真などで問題となるモアレの発生も軽減した。ローパスフィルターのシミュレーションと実写テストを行ない、最もモアレが少なくなる設計にしたという。 加えて白