在各种控制方式上，F4与市场上绝大部分AF单反机不同，不采用流行的按钮式或转轮式，仍采用了传统的旋钮式调节，这也许是为了适应专业人士的习惯的缘故，它也没有流行的机顶上大屏幕LCD显示面板，所以F4更像一架传统的单反机，但取景信息极为丰富，无所不包，甚至连拍摄张数也显示出来。
在操作性方面，F4上的每一个按钮和旋钮都是经过精心设计的，布局非常合理，不会引起操作上的混乱。如在镜头卡座右边的自动曝光锁定钮和焦点锁定钮靠得比较近，其中一个按钮的顶部是凸出来的，而另一个则是凹下去的，一摸就能区别出来。
在AF系统上，F4采用了与F-801类似的由200个CCD组成的高级AM200自动聚焦检测模块，并增加了焦点预测功能。虽然只有一组测距组件，但是CCD是按对角线倾斜10°排列，以利于分辨由垂直线条所组成的图案或物体。虽然与Canon EOS-1的交叉型检测装置和Minolta Dynax 7000i的“H”形排列测距组件完全不同，但却有异曲同工之妙，性能很相似。为了保证AF系统准确可靠地工作，F4还特别设有两只微型毛刷，只要一启动相机工作，就能自动地清扫AF检测器件CCD上的微尘。F4的AF检测范围也达到EV-1。但聚焦区域不如Minolta Dynax 7000i的那样大，所以在拍摄动体时，一定要将聚焦屏的中央部分始终对准被摄体，一旦偏离中心，就有可能会导致聚焦不准。另外其焦点预测AF方式是采用两次测距方法，与Canon EOS-1上的三次测距方法相比，精度显然是差一些。而且焦点预测功能不是与AF方式相结合，而是与进片方式结合，即只有在使用低速连续进片方式(CL)时，才具备焦点预测AF方式。当被摄体的运动速度不断变化时，F4会自动取消焦点预测功能。因此，F4的焦点预测AF方式不那么好用。
在测光系统上，F4同F-801一样，装备了Nikon著名的矩阵式测光方式，再加上点测光和中央重点加权平均测光方式，是目前最为完整的测光系统之一。F4上的矩阵式测光方式很有特色，机身内置了两只水银位置传感器，可以根据横拍或竖拍而自行调整五个区域的方位和改变计算方法，来校正测光的水平和垂直误差，提高测光精度。由于F4的取景器是可更换的，测光系统主要装在取景器内，只有点测光方式是内置在机身内。所以要选用DP-20多测光方式取景器(标准配置)时才具备矩阵式测光方式。但无论选用什么取景器，都能进行点测光。
在曝光系统上，F4具有常规的四种曝光方式，其中仍包含Nikon所特有的双程序自动曝光方式，但要手动选择正常和高速程序。遗憾的是F4没有程序偏移功能，也许是因为F4的调节机构大部分是旋钮式的，难以实现这一功能。F4还取消了机械快门档，所以没有电源就不能工作。在当今到处都有电池出售的情况下，机械快门档的使用频率可以说几乎降低为零了，加上Nikon至今仍在出售全机械式的FM2，而作为一名使用Nikon相机的严肃的专业摄影师，一般都配备了FM2作为备用机，所以这一做法并没有遭到很多专业人士的反对。另外F4还装备有在AF单反机上罕见的T门方式，而且当曝光时间长于32秒时，会自动地改用机械控制方式，以节省电池消耗。
F4同F-801一样，最高快门速度和闪光灯同步速度分别为1/8000秒和1/250秒，充分地体现了Nikon专业单反机的标准。纵走式快门也与大多数单反机不同，通常的是由一层帘幕挡住胶片窗，而F4则采用双重帘幕，每帘为四块叶片，分别由含碳素纤维涂层的环氧树脂和铝合金制造，以防止上锁反光镜时光线从帘幕叶片之间的缝隙透过去，以此足见Nikon公司的用心良苦。据称快门寿命可达15万次。在快门还装有一系列的减震和缓冲装置，以保证照相机的稳定性。许多专业人士认为，F4的快门极其柔和，声音不大，悦耳动听。