装载实时取景功能
最高快门速度是1/8,000秒。最慢速度是1/250秒以下。快门单元的耐用次数从D2Xs的15万次增加到了30万次。
AF传感器是新开发的CAM3500FX。有51测距点，其中中央部15点为十字交叉形对焦点。把测距点设为11也是可能的。
AE传感器为1,005分割RGB传感器，这个传感器的输出为AF、AWB，从而实现了景色识别功能。
镜头为尼康Fmount，机身内预备了AF驱动用的马达。
取景器取景率100%，放大倍率0.7倍。取景器屏幕为B型清洁屏。
液晶显示屏为3英寸92万象素，视角170度，有实时取景功能。实时取景通过旋转方式开关来选择。
实时取景有手头摄影方式和三脚架摄影方式两种。手头摄影按快门按钮的话镜头容易发生移动，由于相位差而导致AF合焦不准。三脚架摄影方式就是为了进行严密合焦的方式。
在机身背面的液晶显示屏里显示了光圈、快门速度等信息。还装载了按照周围的亮度自动地转换功能。此外，根据机身内的倾斜传感器的信息而装载了水平尺，可以在液晶显示屏上显示出机身左右的倾斜度的数字。
安装了14-24mm F2.8的D3 安装了24-70mm F2.8的D3
D3与D2X规格比较
支持UDMA格式CF卡
记录媒体CF。D3具有2个CF卡槽，按顺序使用2个CF卡，同样也能保存2个CF卡的照片记录，记录RAW和JPEG的时候可以分别记录RAW和JPEG或RAW+JPEG 格式的照片，更能进行CF间的照片拷贝。
CF卡槽支持UDMA(Ultra Direct Memory Access)格式的CF卡，35MB/秒的数据传送速度是D2Xs的4倍。
跟PC连接用的是USB 2.0。除了重新设计了8方向多波段开关以外，预览按钮、AE/AF锁按钮也分配了功能键的功能。
机身外表采用意大利设计，有特征性的五棱镜造型，还变更了把手部分的重点的形状。
外壳使用镁合金，具备防尘防水的功能。
电源采用锂电池EN-EL4a和EN-EL4。
实体尺寸是约159.5×87.5×157mm与(幅度×进深×高度)，除去记录媒体和电池的重量为1,240g。
| D3 | D2Xs | |
| 像素格式 | FX(36×23.9mm) | DX(23.7×15.7mm) |
| 有效像素 | 1,210万象素CMOS | 1,240万象素CMOS |
| 最大记录像素 | 4,256×2,832象素(DX时2,784×1,848象素) | 4,288×2,848象素(crop的时候3,216×2,136象素) |
| 视角变化 | 无 | 约1.5倍 |
| ＩＳＯ 灵敏度 | ISO200～6400，扩张时ISO100～25600 | ISO100～800，扩张时～3200 |
| 取景器倍率 | 0.7倍 | 0.86倍 |
| 取景器取景率 | 100% | 100% |
| 测距点 | 51点(十字15点) | 11点(十字9点) |
| 最大快门速度 | 1/8,000秒 | 1/8,000秒 |
| 闪光灯调谐速度 | 1/250秒以下 | 1/250秒以下 |
| 快门单元耐用回数 | 30万次 | 15万次 |
| 最大连续摄影速度 | 约9张/秒(crop时约11张/秒) | 约5张/秒(crop时约8张/秒) |
| 液晶显示屏 | 3英寸，约92万象素 | 2.5英寸，约23万象素 |
| 实时取景功能 | 有 | 无 |
| 记录媒体卡槽 | CF×2(UDMA对应) | CF×1 |
| 接口 | USB2.0，录像输出终端，HDMI | USB2.0，录像输出终端 |
| 电池 | EN-EL4/EN-EL4a | EN-EL4/EN-EL4a |
| 尺寸(幅度×进深×高度，mm) | 约159.5×87.5×157mm | 约157.5×85.5×149.5mm |
| 重量(实体) | 约1,240g | 约1,070g |