Аппарат имеет новый 36,3 мегапиксельный полнокадровый датчик с разрешением 7360 х4912. В стандартном исполнении он может снимать 4 кадра в секунду в полном формате и 5 кадров в DX формате (6 кадров в секунду в DX с дополнительной ручкой MB-D12). Существует второй вариант камеры D800e, без оптического фильтра нижних частот (OLPF). Эта модель предназначена для фотографов, которые предпочитают чуть более четкое изображение и готовы жить без функции уменьшения муара. Обзор фотоаппарата можно посмотреть на Dpreview. D800 может снимать Full HD 1080p видео при 24,25 и 30 кадров в секунду, а также 720P 50 и 60 кадров в секунду и имеет разьем для наушников, а также чистый выход HDMI 8 бит 4:2:2.