D3100 được trang bị cảm biến có độ phân giải 12,ínhthứlâm vỹ dạ1 Megapixel, có chế độ hướng dẫn nâng cao giúp bạn dể dàng chụp ảnh hoặc quay video chất lượng HD. D3100 cũng là máy ảnh DSLR đầu tiên có tính năng tự động lấy nét (AF) trong chế độ Live View và D-Movie để đạt được sự tập trung cần thiết khi quay video Full HD 1080p.

Đi kèm với thân hình nhỏ gọn của D3100 là những công nghệ tiên tiến nhất của Nikon, chẳng hạn như công nghệ xử lí hình ảnh EXPEED 2TM. Cảm biến 12,1 Megapixel cùng với EXPEED 2TM giúp nâng cao rõ rệt chất lượng hình ảnh. Máy hỗ trợ độ nhạy sáng ISO lên đến 3.200 (mở rộng tối đa lên 12.800), cho phép chụp linh hoạt trong các môi trường như ở trong nhà hoặc vào buổi tối.