Die Nikon D810 ist eine DSLR mit 36,3 Megapixeln und einem Sensor im FX-Format, der ohne einen optischen Tiefpassfilter auskommt. Die Kamera kann Bilder in voller Auflösung bei einer Bildrate von bis zu 5 Bildern pro Sekunde und erweiterter Rauschunterdrückung im ISO 64-12.800-Bereich aufnehmen. Dieser Bereich ist auf ISO 32-51.200 erweiterbar. Außerdem kann die Kamera Videos in Full-HD-Qualität aufzeichnen. Die 3-D-Color-Matrixmessung III basiert auf einem RGB-Sensor mit 91.000 Pixeln, der praktisch das gesamte Bildfeld erfasst, und Nikons Motiverkennungssystem. Daraus resultiert eine ausgewogene Belichtungssteuerung selbst in schwierigen Lichtsituationen. Auch die Autofokussteuerung, Weißabgleich und i-TTL-Blitzbelichtungssteuerung profitieren von der Motiverkennung. Für Videographen bietet die D810 eine unkomprimierte HDMI-Ausgabe, eine integrierte, konfigurierbare Zeitrafferfunktion, kontinuierlichen Autofokus und volle manuelle Kontrolle. Die Kamera verfügt über zwei Speicherkartenfächer für SD- und CF-Speicherkarten.