La Nikon D780 è una fotocamera reflex digitale con innesto baionetta F-Mount Nikon con accoppiamento AF e contatti AF.
Il sensore di immagine della D780 è di tipo CMOS e offre una risoluzione di 24,5 megapixel effettivi. La fotocamera è in grado di catturare immagini in varie dimensioni e formati, tra cui il formato FX (36x24), DX (24x16), 1:1 (24x24) e 16:9 (36x20).
Per quanto riguarda la memorizzazione dei file, la D780 supporta il formato NEF (RAW) a 12 o 14 bit, oltre a file JPEG in vari livelli di compressione. È possibile registrare foto in formato NEF (RAW) e JPEG contemporaneamente.
La D780 dispone di un mirino reflex con obiettivo singolo a pentaprisma che offre una copertura dell'inquadratura del 100% per il formato FX. L'ingrandimento è di circa 0,7x con un obiettivo da 50 mm f/1.4 impostato su infinito.
La messa a fuoco avviene attraverso un sistema di rilevamento di fase TTL con 51 punti AF, di cui 15 sensori a croce. La fotocamera offre diverse modalità di messa a fuoco, tra cui AF singolo (AF-S), AF continuo (AF-C) e altre.
La D780 dispone di un sistema di otturazione meccanico sul piano focale con tempi di posa che vanno da 1/8000 a 30 secondi, oltre a posa B e T. Il tempo di sincronizzazione del flash è di 1/200 di secondo.
E' in grado di registrare video in varie risoluzioni, inclusi formati 4K UHD e Full HD, con diverse frequenze fotogrammi.
La fotocamera offre varie modalità di scatto, tra cui S (fotogramma singolo), CL (continuo a bassa velocità), CH (continuo ad alta velocità), Autoscatto e altre.
La D780 supporta il bilanciamento del bianco con diverse opzioni preimpostate e possibilità di regolazione fine.
Il monitor è un touchscreen inclinabile da 8 cm con circa 2359k punti, che offre un'ampia gamma di funzionalità per la visualizzazione e la riproduzione delle immagini.
La fotocamera dispone di connettività Wi-Fi e Bluetooth per il trasferimento delle immagini e il controllo remoto.
