Nikon D3X to lustrzanka jednoobiektywowa z matrycą CMOS o rozdzielczości 25 Mpix, która jest wspierana przez procesor Expeed. Model D3X Nikona został wykonany ze stopów magnezowych, a jego wyświetlacz o przekątnej 3 cali ma bardzo szeroki kąt widzenia (do 170 stopni). Aparat korzysta z 51-punktowego autofokusu, a do jego najważniejszych trybów należy detekcja kontrastu, detekcja fazy, AF wielopunktowy, ciągły oraz pojedynczy; oferuje też podgląd obrazu Live View. Zakres czułości w Nikonie D3X wynosi od 100 do 1600 ISO, można go rozszerzyć do przedziału 50–6400.