Die Df beherbergt nahezu eine komplette D4. So besitzt sie deren CMOS-Sensor im FX-Format (Kleinbild) mit 16,2 Megapixeln. Die einstellbare Empfindlichkeit reicht von ISO 100 bis ISO 12.800 – erweiterbar bis ISO 204.800. Die Serienbildgeschwindigkeit beträgt wie bei der D600 5,5 Bilder pro Sekunde. Der optische Pentaprismensucher zeigt 100 Prozent des aufgenommenen Bildes. Das LC-Display hat eine Diagonale von acht Zentimetern und löst 921.000 Bildpunkte auf. Die Phasen-Autofokus-Einheit ist der D610 entliehen, sie arbeitet mit 39 Messfeldern, von denen neun als Kreuzsensoren ausgelegt sind.
