Nikon D3 jest flagowym modelem przeznaczonym dla profesjonalistów. Lustrzanka posiada pełnoklatkową matrycę CMOS o rozdzielczości 12,1 Mpix wspomaganą przez procesor EXPEED. Przy maksymalnej czułości 25600 ISO można robić zdjęcia w ciemności. Czujnik RGB w Nikonie D3 sprawia, że aparat rozpoznaje scenerię, obliczając parametry ekspozycji oraz balans bieli. Lustrzanka śledzi ruch obiektów dzięki 15 punktom krzyżowym 51-polowego autofokusu. Aparat został zbudowany ze stopów magnezu i uszczelniony. Nikon D3 posiada ekran LCD, który nie traci ostrości nawet przy odchyleniu o 180 stopni i obsługuje podgląd na żywo w trybie ze statywem lub bez niego.