相比D4S，D5的高感表现提升非常明显，ISO原生最高102400，并且可扩展至3280000（没错，328万）。外形与D4S相差不大，使用全金属防尘防滴机身，不过整体更加圆润。而且机身按钮的位置略有小调整，比如顶部的BKT包围按钮改成了闪光灯功能键、MODE键和录制按钮都换到了新位置。内部规格方面则相比上代产品得以全面提升，搭载一块2082万像素的全画幅CMOS，分辨率5568×3712，搭配Expeed 5图像传感器，原生ISO范围100~102400，可以扩展至50~3280000，并且带来了4K录制能力，支持4K@30p拍摄。
对焦方面，这次尼康号称D5的对焦系统是“单反最强”。具备18万像素RGB测光模块，提供了153个对焦点，包括99个十字对焦点，弱光对焦达到-4EV级别（中央点-4EV，其他点-3EV）。对焦锁定状况下，连拍速度可达14fps，追焦时则是12fps。而且支持反光镜预升模式，还可以静音连拍，适合在某些特殊的场合工作。该款是双CF卡版，支持USB 3.0传输。尼康D5带有一块3.2英寸的LCD屏幕，236万像素，支持触控，在抓拍时有独特优势，这也是专业相机第一次采用触摸屏幕，可以说尼康这次大胆将各种新技术都堆到了D5上。电池是和D4、D4S一样的EN-EL18a电池，所以新老旗舰电池可以混用。
