Фотокамера D3S оборудована высокочувствительной КМОП-матрицей формата FX с разрешением 12,1 мегапикселей и диапазоном чувствительности от 200 до 12 800 единиц ISO (можно увеличить до эквивалента 102 400 с помощью настройки Hi-3 или уменьшить до эквивалента 100 единиц ISO с помощью настройки Lo-1). Функция D-movie обеспечивает превосходное качество съемки со звуком. Функция сохранения выбранного кадра повышает продуктивность. Зарекомендовавшая себя 51-точечная система АФ Nikon обеспечивает высокую чувствительность при недостаточном освещении и потрясающую производительность при слежении за быстро движущимися объектами. Усовершенствованная функция очистки матрицы уменьшает количество пятен от пыли, а три альтернативных режима кадрирования увеличивают гибкость съемки. Система обработки изображений EXPEED и расширенный буфер памяти позволяют выполнять съемку со скоростью до 9 кадров в секунду. Защищенная прочным, устойчивым к внешним воздействиям корпусом из магниевого сплава, фотокамера D3S открывает новые рубежи для активной профессиональной фотосъемки.