D2X采用了全镁机身,机身重量达到1070克;配备一块Nikon DX画幅CMOS传感器,大小为23.7 x 15.7 mm 、像素高达1240万;D2X采用了最新的3D彩色矩阵测光系统II,能提高复杂灯光环境下的测光准确度。连拍速度上,D2X在高像素时能达到5帧/秒,当设置为680万像素时则会提高到8帧/秒;机身背面采用一块2.5英寸的超大TFT液晶屏,像素为23.5万,具有良好的显示效果;Nikon F卡口,能兼容所有AF Nikkor的镜头;每张照片的处理延时不超过37毫秒;它能够记录分辨率为4288×2848、3216×2136、2144×1424的RAW、JPEG、TIFF以及RAW+JPEG格式图片,并且全部使用Adobe RGB色彩模式,同样也支持sYCC模式;D2X使用EN-EL4型锂电池供电;支持I、II型CF卡及微硬盘。