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D90采用了1230萬有效像素DX格式CMOS影像感應器,尺寸為23.6×15.8 mm,焦距換算系數為1.5x。最大記錄影像尺寸(像素)為4,288×2,848,文件格式為NEF、JPEG、AVI。EXPEED技術的應用能提供平滑的色調、飽滿的色彩及精美的細節。相機內部潤飾功能,新增『魚眼』、『失真控制』和『拉直』 。
相機的連拍性能為4.5張/秒,感光度范圍方面為ISO 100-ISO 3200,可擴展至ISO 6400,相機的對焦采用了尼康Multi-CAM 1000自動對焦模塊,具備TTL相位偵測,11個對焦點(包括1個十字型傳感器)。
取景器覆蓋畫面范圍/放大率分別約為96%/約0.94倍,另外在屏幕方面,D90采用了與D3、D700、D300相同的3英寸約92萬畫點(VGA)約170°視角的低溫多晶硅TFT LCD顯示屏,並支持LCD即時取景。D90采用SDHC/SD卡記錄,電源為EN-EL3e鋰電,與D700、D300、D200、D80相同,依據CIPA規格可以拍攝1000張照片,機身采用了鎂合金外殼,堅固耐用。D90的機身尺寸為132×103×77mm,重約620g。