Combinando uma abordagem de imagem contemporânea com forma e função tradicionais, a Nikon D780 é uma DSLR versátil que se destaca tanto em aplicações de fotografia como de vídeo. Apresentando um sensor CMOS full-frame de 24,5 MP, são possíveis fotos de alta resolução e gravação de vídeo, e o sensor possui um design BSI para maior clareza e níveis de ruído reduzidos para se adequar ao trabalho em uma variedade de condições de iluminação. Este sensor também permite uma ampla faixa de sensibilidade de ISO 100-51200, que pode ser expandida para ISO 50-204800, junto com uma rápida taxa de disparo de 7 qps com o visor ou 12 qps em exibição ao vivo. Este sensor também permite gravação de vídeo UHD 4K de até 30 qps usando áreas full-frame ou cortadas. A gravação Full HD de até 120 fps também está disponível, juntamente com configurações N-Log Gamma e HLG integradas para controle de cores refinado.

Complementando a imagem, ao trabalhar com o visor, está disponível um sistema de foco automático com detecção de fase de 51 pontos, que inclui 15 pontos do tipo cruzado para maior precisão em condições de pouca luz. Ao trabalhar em visualização ao vivo ou gravar vídeo, é usado um sistema AF híbrido de 273 pontos que combina pontos de detecção de fase no sensor e um sistema de detecção de contraste para desempenho rápido e excelente rastreamento de assunto, incluindo suporte para AF de detecção de olhos.

Em sua essência, a D780 conta com a familiaridade e tradição de uma DSLR, incluindo um visor óptico pentaprisma de ampliação de 0,7x, juntamente com uma grande tela LCD sensível ao toque inclinável de 3,2" e 2,36 m de pontos. Os slots duplos para cartão de memória SD UHS-II oferecem flexibilidade armazenamento e Wi-Fi e Bluetooth integrados também permitem a transferência de arquivos sem fio junto com o controle remoto da câmera a partir de um dispositivo móvel.