性能方面，尼康D300配有新型1,230有效像素DX格式CMOS影像感应器(并且带A/D转化功能)和尼康特有的EXPEED数码影像处理概念提供精确和高速的影像处理，前所未有的对焦速度和精确的新型51点自动对焦系统。

此外尼康创新的新影像识别系统可以优化自动对焦、自动曝光和自动白平衡。大尺寸新型五棱镜取景器使取景和构图更方便，提供全幅约100%的画面覆盖率。