Nonobstant le changement complet de la numérotation, il s’agit bien d’une évolution du F-801S.

L'autofocus déjà amélioré entre le F-801 et le F-801S gagne encore en rapidité. La cadence possible en suivi autofocus passe à 3 images/seconde. Pour cela, le module autofocus AM-200 équipant les modèles précédents est remplacée par le CAM-246. La ligne horizontale de 172 capteurs est complétée par une ligne verticale de 74 capteurs. Les sujets sont ainsi mieux  distingués. Il est possible de choisir entre une plage de mesure large ou une zone spot, pour une plus grande précision. L'autofocus est également prédictif, et en cas de déplacement latéral du sujet, anticipe sa position.

La mesure matricielle de l'exposition se fait désormais sur 8 zones, et non plus sur 5 comme sur le F-801. Trois zones centrales affinent la mesure sur le sujet principal. Il est également possible de recourir à la mesure Spot ou à la mesure pondérée centrée (75% au centre, le reste sur le pourtour).

La prise de vue au flash fait également partie des améliorations de ce modèle. Un capteur matriciel à 5 plages est positionné dans la chambre de l'appareil. Lors du déclenchement avec le flash SB-25, une série de pré-éclairs éclaire le sujet, avant le relevage du miroir. La mesure de la lumière est faite par les 5 capteurs. Un calculateur intègre les résultats et la distance du sujet, renvoyé par l'objectif (nouvelle gamme AF-Nikkor D à micro-processeur et mise au point accélérée), pour gérer l'ouverture.
Le flash SB-25 permet d'atteindre une vitesse de synchro avoisinant le 1/8000.
La synchro lente et la synchro avec le deuxième rideau sont possibles.

Les Vari-programmes apparaissent pour la première fois sur un appareil orienté amateurs avertis et professionnels, alors que jusqu'à présent on les trouvait sur des appareils pour débutants. Ils ont au nombre de sept :