D4搭载了尼康研发的全新尼康FX格式CMOS图像传感器（画像尺寸36.0×23.9mm），有效像素1620万，性能卓越，在各种低照明条件下实现出色分辨率和画质。较之D3S，D4像素数提高但数据读出速度提升。标准感光度范围ISO 100-12800，可支持低至ISO 50、高至ISO 204800的扩展感光度，实现各种照明条件下的有效拍摄，无需担心牺牲画质。
D4内置全新数码图像处理器EXPEED 3，实现更佳图像品质、更快处理速度、更宽广动态范围和丰富色调表现。先进降噪性能在低照明环境下可有效抑制噪点，获得清晰度高、锐利的图像。低噪点处理性能特别为低亮度环境下记录动画时保持鲜明、清晰的轮廓而设计。EXPEED 3对各种任务进行快速处理，低功耗，极大地支持了省电设计。
D4搭载高级场景识别系统，支持使用光学取景器取景时的脸部识别功能。使用自动区域AF模式时，新的RGB感应器（约91,000像素）在识别脸部时更频繁地从脸部获取对焦信息。当在画面中侦测到脸部以后，3D色彩矩阵测光III会根据脸部亮度进行曝光控制，使脸部即使在逆光条件下也可优化曝光。高分辨率测光感应器（约91,000像素）能细致分析每一场景，为自动对焦、自动曝光、i-TTL闪光控制以及自动白平衡提供更精确的管控。
D4内置51个对焦点的AF系统，利用新的高级Multi-CAM 3500FX自动对焦感应器模块，在低照明条件下也能更快速、准确地自动对焦。取景器中央的15个十字形感应器可侦测水平和垂直方向的相位差。与任何最大光圈为f/5.6或以上的镜头配合使用时，所有51个对焦点均能发挥强大作用。与所有AF尼克尔镜头配合使用时，即使照明条件低至-2 EV（近乎人眼透过取景器查看的极限）也可快速获得准确焦点。当使用最小光圈为f/8的镜头时，11个对焦点（中央5个，两侧各3个）能够发挥全部作用（如使用尼克尔超远摄镜头配合增距镜2.0倍，组合光圈达f/8时也能非常准确地获取焦点）。
尼康D4是一款高端的单反相机，2011年9月上市，配置非常高，拥有大气外观，优势不是其他相机品牌能比较的。最新市场价格约29989元（价格来源于网络，仅供参考）。配置、性能、外观方面令人满意，几乎无可挑剔，但价格昂贵（上万），一般用户难以接受，销量不占优势。随着智能手机不断上市，相机受到一定影响，产品缩水，但手机发展取代不了相机在人们心中的地位。