Il guscio plastico antiurto della D90 nasconde uno scheletro in metallo che ospita il sensore da 12,9 Mp totali, di cui 12,3 Mp effettivi. Il flusso dati viene elaborato dal processore Expeed, convertitore a 12 bit e una raffica di 4,5 fps sono le performance offerte dall'elettronica della fotocamera.
Le differenze rispetto al modello precedente Nikon D80 non sono poche: a partire dalla risoluzione del sensore fino alla possibilità di girare filmati in qualità HD, altre novità fanno la differenza come il sistema di eliminazione della polvere, algoritmi avanzati di gestione immagine come il controllo della aberrazioni cromatiche e la compensazione della vignettatura, o ancora la funzione D-lighting che permette di mantenere leggibilità nelle situazioni di elevato contrasto.
| D-Lighting Off | D-Lighting moderato | D-Lighting normale |
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| D-Lighting alto | D-Lighting molto alto | D-Lighting auto |
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La funzione D-lighting è impostabile secondo 5 livelli, di cui uno automatico, i rimanenti 4 sono: moderato, normale, alto, molto alto. Come è possibile vedere dalla tabella sopra, la funzione D-Lighting effettua un recupero sia dei mezzi toni scuri che dei mezzi toni chiari. I particolari delle nuvole tornano ad essere visibili, così come i i dettagli della finestra del balcone di destra. Grazie agli istogrammi, si nota come la coda venga abbassata in corrispondenza del valore massimo, per recuperare contrasto proprio dove l'immagine risulta meno leggibile ed apparentemente priva di contenuti come il cielo.
