Menggabungkan pendekatan pencitraan kontemporer dengan bentuk dan fungsi tradisional, Nikon D780 adalah DSLR serbaguna yang unggul dalam aplikasi fotografi dan video. Dilengkapi sensor CMOS full-frame 24,5MP, pengambilan gambar diam dan perekaman video resolusi tinggi dimungkinkan, dan sensor ini memiliki desain BSI untuk kejernihan yang lebih tinggi dan tingkat noise yang lebih rendah agar sesuai untuk bekerja dalam berbagai kondisi pencahayaan. Sensor ini juga memungkinkan rentang sensitivitas yang luas dari ISO 100-51200, yang dapat diperluas hingga ISO 50-204800, bersama dengan kecepatan pemotretan 7 fps yang cepat dengan jendela bidik atau 12 fps dalam tampilan langsung. Sensor ini juga memungkinkan perekaman video UHD 4K hingga 30 fps menggunakan area full-frame atau cropped. Perekaman Full HD hingga 120 fps juga tersedia, bersama dengan pengaturan N-Log Gamma dan HLG terintegrasi untuk kontrol warna yang lebih baik.

Melengkapi kemampuan pencitraan, saat menggunakan jendela bidik, tersedia sistem autofokus deteksi fase 51 titik, yang mencakup 15 titik tipe silang untuk akurasi yang lebih tinggi dalam kondisi cahaya rendah. Saat bekerja dalam mode tampilan langsung atau merekam video, digunakan sistem AF Hibrida 273 titik yang menggabungkan titik deteksi fase pada sensor dan sistem deteksi kontras untuk kinerja cepat dan pelacakan subjek yang sangat baik, termasuk dukungan untuk AF Deteksi Mata.

Pada intinya, D780 mengandalkan familiaritas dan tradisi DSLR, termasuk jendela bidik optik pentaprisma dengan pembesaran 0,7x, serta LCD layar sentuh miring berukuran besar 3,2 inci dengan resolusi 2,36 juta titik. Dua slot kartu memori SD UHS-II menawarkan penyimpanan yang fleksibel, dan Wi-Fi serta Bluetooth bawaan juga memungkinkan transfer file nirkabel serta kontrol kamera jarak jauh dari perangkat seluler.