Nikon mới trình làng bản nâng cấp D810 với cảm biến 36MP cùng bộ xử lý hình ảnh Expeed 4. Thiết bị này được trang bị cảm biến bỏ bộ lọc răng cưa, bộ xử lý mới với khả năng khử nhiễu ấn tượng cùng nhiều cải tiến hỗ trợ quay phim. Đây là chiếc DSLR đầu tiên của Nikon hỗ trợ ISO từ 64 đến 12.800 và có thể mở rộng tới 32-51.200 cùng khả năng xử lý nhiễu xuất sắc. Để có được điều đó, máy sử dụng cảm biến CMOS FX 36,3MP hoàn toàn mới, không dùng bộ lọc thông thấp (OLPF). Bộ xử lý Expeed 4 nâng cấp phần cứng trên D810 lên một tầm mới với hiệu suất hoạt động tăng 30%, đồng thời cũng tiết kiệm pin.
Hệ thống tự động lấy nét 51 điểm trên D810 được cải thiện nhờ cảm biến Multi-CAM 3500FX cùng màn trập điện tử cho phép máy chụp liên tiếp 5 khung hình/giây ở độ phân giải đầy đủ, 6 khung hình/giây tại độ phân giải 25,1MP và 7 khung hình/giây ở định dạng DX (15,3MP). Chế độ Flat Picture Control cũng được bổ sung nhằm cải thiện khả năng xử lý ảnh, cho phép điều chỉnh độ sắc nét cùng nhiều thông số nâng cao.
Các tính năng đáng chú ý khác trên D810 bao gồm kính ngắm quang học độ phủ 100% khung hình, màn hình 3,2 inch nâng độ phân giải lên 1,23 triệu điểm ảnh. Thiết bị cho phép quay phim định dạng Full-HD cùng âm thanh stereo với chất lượng cải thiện đáng kể.