Nikons D3s kommt mit einem lichtempfindlichen Sensor und wieder mit einem Vollformatsensor (FX) wie schon bei der D3 und D3x. Dafür wartet die Kamera mit weiteren Funktionen auf, die den Vorgängern fehlten.
Die Nikon D3s kommt ebenso wie die beiden anderen Modelle D3 und D3x mit einem Vollformatsensor (Fx) daher. Über den Fx-Sensor kann die Kamera Videos aufzeichen, im 720p24-Format. Als Komprimierung kommt Motion-JPEG zum Einsatz.
Der Sensor mit einer Größe von beträgt 36 x 23,9 mm, die Anzahl der Pixel ist wie bei der D3 gleichgeblieben, nämlich 12,1 Millionen Pixel. Die D3x kommt mit 24 Millionen Pixel daher. Durch die großen Pixel ist der Sensor besonder lichtempfindlich und schafft so einen ISO Wert bis zu 102.400. Diesen Modus nennt Nikon Hi-3. Damit läßt sich, so Nikon, „im Dunkeln sehen“. Der ISO reicht bis runter auf 100.
Die Verschlusszeiten der Kamera liegen zwischen 1/8000 und 30 Sekunden. Wer länger belichten will, kann den Bulb-Modus nutzen. Beim Autofokus setzt Nikon wieder auf das AF-Modul Multi-CAM 3500FX mit 51 Meßfelder.In den meisten Bildformaten schafft es die Kamera, bis zu 9 Bilder pro Sekunde aufzunehmen. Nur im DX-Format sind Serienaufnahmen mit bis zu 11 Bildern/s möglich. Außerdem bietet die Kamera auch einen leisen Auslösemodus, bei dem das Geräusch des Spiegelschlags reduziert wird. Der Anwender hat neben dem Standardbildformat auch die Wahl zwischen drei anderen Bildformaten. Neu ist dabei das 1,2-Crop-Format (30 x 24). Die Brennweite der Objektive wird dabei leicht verlängert und das Bildformat liefert kleinere Dateien aus.
Ein 3-Zoll-Display zur Anzeige der Bilder und Einstellungen mit einer Pixelauflösung von 920.000 steht zur Verfügung. Das ist etwas weniger als bei den Kameras D3 und D3x, die 930.000 Pixel haben und damit 310.000 Pixel effektiv anbieten. Um die Kamera an einen Fernsehr anzuschließen gibt es einen HDMI Anschluß. Die Bilder werden auf CF-Karten gespeichert. Davon gibt es wie bei den beiden anderen Modellen zwei Slots, so daß man den zweiten Slot z. B. als Backup nutzen kann. Das Leergewicht der Kamera – ohne Akku und anderem Zubehör – liegt bei 1.240 Gramm.
Die Kamera soll ab Ende November 2009 im Handel erhältlich sein. In Europa soll der Preis für die Nikon D3s 4.999 Euro betragen.