Η νέα Nikon D610 διαθέτει αισθητήρα με φορμά FX. Τραβάει φωτογραφίες με ανάλυση έως και 24,3 megapixel και τις αποθηκεύει ως αρχεία RAW ή JPG. Επειδή η D610 διαθέτει δύο υποδοχές για κάρτες μνήμης, μπορεί προαιρετικά να αποθηκεύει τις εικόνες ταυτόχρονα σε δύο μέσα – και με τη μορφή RAW και με τη μορφή JPG.

Η νέα Nikon D610 διαθέτει αισθητήρα με φορμά FX. Τραβάει φωτογραφίες με ανάλυση έως και 24,3 megapixel και τις αποθηκεύει ως αρχεία RAW ή JPG

Στη λειτουργία διαδοχικών λήψεων ο ρυθμός ανανέωσης εικόνας είναι 6 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Επίσης, το νέο μοντέλο ενσωματώνει μια λειτουργία που αποκλείει σχεδόν ολοκληρωτικά τους θορύβους. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι πολύ πρακτικό για την απεικόνιση των λεπτομερειών κατά τη φωτογράφιση π.χ. ζώων ή συναυλιών. Η ευαισθησία ISO κυμαίνεται από 100 έως 6.400 και μπορεί να επεκταθεί έως το 25.600. Το σύστημα αυτόματης εστίασης Multi-CAM 4800 χρησιμοποιεί 39 πεδία υπολογισμού και, επομένως, απαθανατίζει με πολύ μεγάλη ταχύτητα τα μοτίβα και τα συμβάντα. Ο δυναμικός χειρισμός των πεδίων υπολογισμού ενσωματώνει την τεχνολογία 3D-Tracking, ώστε να εντοπίζονται μέσω της αυτόματης εστίασης πολύ μικρά αντικείμενα και να απεικονίζονται άψογα ακόμη και σε περίπτωση ακούσιας κίνησης.  Η D610 τραβάει φωτογραφίες με ανάλυση HDR, ενώ η Nikon ενσωμάτωσε στη συσκευή μια λειτουργία time-lapse, 19 προγράμματα μοτίβων και μερικά ψηφιακά φίλτρα και εφέ.

Η φωτογραφική μηχανή εγγράφει βίντεο με ανάλυση Full HD και με ρυθμό ανανέωσης 24, 25 ή 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Το μέγιστο μήκος των κλιπ ανέρχεται σε 29 λεπτά και 59 δευτερόλεπτα. Έπειτα η φωτογραφική μηχανή ξεκινά την εγγραφή νέου κλιπ. Μια υποδοχή μικροφώνου επιτρέπει τη χρήση των εξωτερικών μικροφώνων. Επιπλέον, η D610 αναπαράγει τα δεδομένα ασυμπίεστα και στην αρχική τους ποιότητα μέσω HDMI, οπότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν εξωτερικές συσκευές εγγραφής για ακόμα υψηλότερη ποιότητα βίντεο.

Η οθόνη 3,2 ιντσών στο πίσω μέρος προσαρμόζει αυτόματα τη φωτεινότητα στο φως του περιβάλλοντος. Μια εικονική οριζόντια γραμμή βοηθά το χρήστη να ευθυγραμμίζει τη φωτογραφική μηχανή με ακρίβεια.