Камера D4 оснащена новым CMOS сенсором формата FX с разрешением 16,2 мегапикселей и новейшим обработчиком изображений для зеркальных камер EXPEED 3. Диапазон чувствительности Nikon D4 составляет от ISO 50 до ISO 204800.
3,2-дюймовый дисплей камеры имеет разрешение 921 000 пикселей. Устройство также получило усовершенствованную систему распознания видов, которая обеспечивает значительные улучшения в управлении вспышкой и балансом белого.
Новый сенсор с 51 точкой фокусировки способен осуществлять фокусировку быстрее и при более низком освещении. В результате чего обеспечивается более качественная съемка с супер теле-фотообъективом NIKKOR.
Full HD видео записывается со скоростью 30 кадров в секунду, а также предлагается три формата записи видео в соответствии с условиями съемки или творческим замыслом. Для записи изображений и видео могут быть использованы карты памяти CompactFlash и высокоскоростные XQD.
В дополнение к встроенной функции поддержки проводной локальной сети, D4 также поддерживает высокоскоростную передачу изображения с помощью Wi-Fi через передатчик WT-5, который подключается к камере. Передатчик не входит в комплект поставки.
