Dans son numéro de novembre 1988 Chasseur d’Images écrivait : « Le F3 est mort, vive le F4 ! ».
Le F4, boîtier plein d'innovations, sort 8 ans après l’emblématique boîtier « pro » de Nikon, dont la production (restreinte) continuera jusqu'en 2001.
Il est proposé en trois versions selon la poignée d’alimentation et le nombre de piles qui lui sont adjointes : F4 avec MB20 et 4 piles ; F4s avec MB21 et 6 piles ; F4e avec MB23 et 8 piles ou 1 accu NiCd.

Minolta a fait date avec le Dynax 7000i, premier boîtier autofocus avec mise au point par anticipation ; ce système fait son apparition chez Nikon avec le F4 : un sujet mobile est suivi sans perte de la netteté au moment de la prise de vue alors que l’AF est aveuglé par le miroir qui est remonté. Un calculateur effectue plusieurs mesures de la distance très rapidement ; si le mouvement du sujet est régulier, la vitesse du moteur de mise au point est programmée pour assurer un suivi continu jusqu’au moment de l’ouverture de l’obturateur. Avec un autofocus conventionnel, le moteur de mise au point est arrêté avant la montée du miroir ce qui peut provoquer un manque de netteté avec un sujet se déplaçant rapidement. Lorsque le calculateur constate que le déplacement du sujet n’est plus régulier, l’appareil revient à un autofocus continu classique ; il reprend le suivi dynamique si le mouvement du sujet redevient régulier. L’appareil peut-recevoir un dos de commande MF-23 ou le dos 250 vues MF-24 qui dispose d’une fonction permettant le déclenchement automatique quand le sujet se trouve dans la zone où la mise au point a été faite au préalable.

Le F4 est un boîtier « pro » qui offre l’interchangeabilité des verres de visée et des viseurs.
Les verres de visée sont au nombre de 13 permettant à chaque utilisateur de trouver celui qui convient à son activité. Le verre standard est micro gravé, il assure une image de visée plus lumineuse et plus fine que celui du F3.
Les viseurs sont au nombre de 4 :
-    Le prisme multi-mesure DP-20 de type HP (équipement standard), qui couvre 100% du champ de l’image enregistrée et comporte un correcteur dioptrique ainsi qu’un obturateur d’oculaire.
-    Le viseur sportif DA-20, muni d’une cellule pour mesure pondérée.
-    Le viseur de poitrine DW-20.
-    Le viseur loupe (x 6) DW-21 pour utilisations scientifiques.
De quoi satisfaire tout le monde.

Avec le viseur standard DP-20, la mesure de la lumière est dite « matricielle » elle est faite sur cinq zones. Deux photodiodes à trois zones sont placées de part et d’autre des lentilles de l’oculaire, la zone centrale étant confondue. Ce système à cinq zones est familier à Nikon depuis le FA.
Un commutateur placé sur le prisme permet de passer en mesure centrale pondérée (mesure sur la seule zone centrale) ou en mesure spot ; dans ce cas, la mesure est effectuée par une cellule spécifique située dans le boîtier et utilisable quel que soit le viseur mis en place.

L’affichage dans le viseur est très complet et s’effectue sur deux lignes. Il est constitué par un mélange de LED colorées et de panneaux à cristaux liquides (LCD) ainsi que d’un renvoi optique de la gravure des diaphragmes sur l’objectif, ce qui permet d’utiliser pleinement les objectifs AI et AI-S. Les afficheurs LCD peuvent être éclairés si nécessaire.

L’obturateur offre une grande douceur de fonctionnement et une excellente fiabilité avec une vitesse maximum de 1/8000. Les lamelles, au nombre de quatre par train, sont en fibres de carbone renforcé pour celles qui parcourent la plus grande partie du chemin ; les autres sont en aluminium.
Le F4 est le premier reflex à obturateur à lamelles permettant la remontée manuelle du miroir : les deux trains de lamelles sont dépliés pendant la remontée du miroir faisant ainsi une double barrière aux faisceaux de lumière intense qui peuvent se frayer un chemin ; car un seul train n’est pas absolument étanche sans le miroir.

Les commandes de l’appareil demeurent classiques, elles se font par boutons rotatifs dont certains comportent un verrou :
-    Modes d’exposition, M (manuel), A (priorité à l’ouverture), S (priorité à la vitesse), P et Ph (2 programmes).
-    Correction de l’exposition de +2 à –2 IL par 1/3 de valeur.
-    En plus du réglage des vitesses (4 s à 1/8000 + B), le bouton de commande comporte une position T qui commute automatiquement l’appareil en mode M et coupe l’alimentation pour les poses longues (plus de 32 s). Une position X permet l’accès à la vitesse de synchronisation du flash au 1/250.
-    Autour du déclencheur se trouve la commande des modes d’avancement et cadences des prises de vues ainsi que la mise en action du retardateur.
-    Sur le prisme, nous avons le réglage des trois modes de mesure de la lumière.
-    Situé sous la manivelle de rembobinage, le sélecteur des sensibilités (6 à 6400 iso) comporte un réglage DX.
Le levier d’armement a disparu, il est remplacé par deux moteurs qui assurent l’un, le chargement et l’avancement du film, et l’autre l’armement.
En plus de la manivelle, un autre moteur permet le rembobinage rapide (36 vues en 8s avec la poignée MB-21).

Cerise sur le gâteau, le F4 intègre les deux systèmes de couplage correspondant aux deux générations d’objectif ; il est compatible avec tous ceux en monture F avec quelques restrictions :
-    Pré-AI : utilisables en mode A et M, mesure faite avec le diaphragme fermé à la valeur choisie. Un poussoir permet de relever l’ergot de couplage qui empêcherait de monter ce type d’objectif sur le boîtier.
-    AI modifiés : utilisables en mode A et M sans la mesure matricielle.
-    AI et Ais : compatibles en mode A et M avec les trois types de mesure.
-    AF, AS-S, AF-D, AF-I : totalement compatibles.
-    Les objectifs de type G, dépourvus de la bague de commande du diaphragme, sont utilisables en mode P et S seulement.
-    Le mode anti-bougé VR n’est pas accessible.

Proposé aux environs de 14 000 francs lors de sa sortie, le F4 a été étudié  pour satisfaire les photographes professionnels dans presque tous les domaines : reportage, mode, sport, spectacle, nature, scientifique… Il sera remplacé en 1996 par le F5.