撮像素子はニコンFXフォーマットの有効2,082万画素CMOSセンサー。D5に搭載されていたものを継承し、画像処理エンジンEXPEED 6と組み合わせた。ライブビューAFはコントラスト検出方式。感度は常用ISO 100-102400。拡張でISO 50相当からISO 3280000相当まで選べる。動画記録は4K UHDに対応している。